Elektronické obvody majú navzájom prepojené komponenty ako rezistory, kondenzátory, tranzistory a integrované obvody, vďaka čomu sú produkty jednoduché ako domový zvonček alebo rovnako zložité ako počítač.
Najskoršie obvody sa zostavovali ručne, čo bola zdĺhavá metóda, ktorá v jednej podobe spočívala v ručnom rezaní, orezávaní a spájkovaní mnohých uvoľnených jednotlivých drôtov. Výroba týmto spôsobom bola pomalá a náchylná na chyby. Umiestnenie vodičov sa navyše líšilo od technika k technikovi, čo spôsobovalo ťažkosti pri kontrole práce alebo pri opravovaní chýb.
Vynález dosky s plošnými spojmi, nazývanej tiež doska PCB alebo PCB, viedol k rýchlejšiemu a ľahšiemu elektronická montáž a umožnil vytvorenie obvodov so stovkami komponentov - nemožné s manuálna práca.
Typická doska plošných spojov je skonštruovaná s doskou z epoxidových sklenených vlákien a nahrádza drôty „stopami“ fotograficky vytlačenými a potom chemicky leptanými na vrstvách medi. Výsledkom je vzor vodivých vedení bezpečne pripojených k doske a spájajúcich elektronických častí rovnako ako vodiče.
Druhy DPS
Mnoho druhov PCB bolo vyvinutých na rôzne účely. Lacná hračka môže používať a jednostranný dosku s plošnými spojmi, pretože by sa na jednu stranu zmestilo tých pár komponentov a malý počet stôp. Možno bude potrebný väčší okruh obojstranný DPS, ktorý vyžaduje stopy na oboch stranách, aby sa dosiahli všetky potrebné spojenia.
Aj zložitejšie obvody vyžadujú ďalšie vrstvy. A štvorvrstvový DPS má dve vnútorné vrstvy, zvyčajne určené na uzemnenie a napájanie komponentov, pričom vonkajšie dve vrstvy sú ponechané na vedenie medzi komponentmi. V tomto prípade sú vnútorné vrstvy širokými rovinami medi pre vysokokvalitnú distribúciu energie a vynikajúce tienenie proti hluku - čo sú zreteľné výhody dosiek plošných spojov v porovnaní s ručne zapojenými doskami.
Stolové a prenosné počítače majú veľa integrovaných obvodov s tisíckami spojení medzi nimi. Potrebujú a viacvrstvový doska plošných spojov, ktorá môže mať viac ako 40 vrstiev a stopy tenké ako ľudský vlas. Tento typ DPS umožňuje, aby veľký zložitý obvod zaberal malú plochu.
Aj keď je väčšina dosiek plošných spojov vyrobená z epoxidového skleného vlákna, môžu sa namiesto nich použiť iné materiály, ako je fenolový papier alebo teflón, ktoré vyhovujú požiadavkám produktu. Typické PCB sú tuhé, ale môžu byť tiež vyrobené z tenkých plechov z plastu odolného voči teplote, ktoré je možné zložiť tak, aby sa zmestili do malých alebo neobvyklých priestorov.
Navrhovanie a výroba DPS
Inžinieri teraz navrhujú dosky plošných spojov s počítačmi, ktoré pomáhajú vytvárať a kontrolovať usporiadanie komponentov a smerovanie stôp medzi nimi. Hotový dizajn je potom možné digitálne preniesť do spoločnosti, ktorá sa špecializuje na výrobu dosiek.
Pretože sa dajú plošne vyrábať vysokou rýchlosťou, stojí doska plošných spojov oveľa lacnejšie ako ekvivalentná doska s káblovým pripojením. Na rozdiel od dosiek s pevným zapojením môžu stroje rýchlo inštalovať komponenty na PCB a spájkovať ich naraz.
Ďalšie výhody DPS
Technológia dosiek plošných spojov s pripojením s vysokou hustotou a tenkými stopami umožňuje použitie menších a menších elektronických zariadení pre stále kompaktnejšie výrobky. V extrémnom prípade sú pasívne komponenty, ako sú rezistory, sotva väčšie ako zrnká piesku; integrované obvody môžu mať sto pripojení zabalených v priestore veľkosti nechtu.
Pretože sériovo vyrábané PCB s rovnakou konštrukciou sú identické, je možné ich ľahko testovať, aby sa diagnostikovali a opravili problémy. DPS majú jasne definované stopy a komponenty, ktoré sú označené na povrchu dosky, čo je dôležitá pomôcka pre servisných technikov.
Dosky s plošnými spojmi poskytujú stabilnú základňu pre komponenty a eliminujú variabilitu spôsobenú manuálnym zapojením, čo nesmierne zvýšilo spoľahlivosť elektronických výrobkov.
Súčasti sa nepohybujú, keď sa doska trasie, čo je dôležité pre PCB vo vozidlách, ako sú autá alebo kozmické lode. Súčasti môžu byť umiestnené tak, aby sa znížilo zachytenie elektronického rušenia medzi nimi alebo z vonkajších zdrojov. Konzistentné umiestnenie komponentov a sledovaní znamená konzistentný výkon, ktorý je rozhodujúci pre všetky naše komplexné moderné zariadenia, od smartfónov až po prenosné počítače.