▷ Što je pcb ili tiskana pločica. koristiti, kako se izrađuje

Jeste li ikada čuli pojam PCB ili Integrated Circuit Board ? Ako ne znate o čemu se radi, objasnit ćemo vam to u ovom članku. Dok čitate ovaj članak, okruženi ste PCB-ima; imate ih nekoliko na računalu, monitoru, mišu i također na mobilnom uređaju. Svaki je elektronički element izgrađen pomoću PCB-a ili barem njegovih "unutarnjih organa".

Sadržaj indeks

Uporaba PCB-a bila je ogroman korak u evoluciji elektroničkih uređaja, jer je omogućila inovativnu metodu povezivanja elemenata bez korištenja električnih kabela. Današnji svijet ne bi bio isti bez izuma PCB-a, pa da vidimo što su i kako su napravljeni

Što je PCB

PCB je akronim za Printed Circuit Board, ali akronim koristimo na engleskom jeziku (Printed Circuit Board) kako ga ne bismo zbunjivali na primjer s PCI utorima na našem PC-u.

Pa, PCB je u osnovi fizička podrška kod koje su elektronički i električni dijelovi instalirani i međusobno povezani. Te komponente mogu biti, čipovi, kondenzatori, diode, otpornici, konektori itd. Ako pogledate računalo iznutra, vidjet ćete da postoji više ravnih ploča s mnoštvom zalijepljenih komponenti, to je matična ploča, a sastoji se od PCB- a i komponenti koje smo spomenuli

Da bismo povezali svaki element na PCB, koristimo niz izuzetno tankih bakrenih vodljivih tragova koji stvaraju šinu, vodič, kao da je to kabel. U najjednostavnijim krugovima imamo samo vodljive zapise na jednoj ili obje strane PCB-a, ali u potpunijim imamo električne tragove, pa čak i komponente složene u više slojeva.

Glavna potpora ovim stazama i komponentama je kombinacija stakloplastike ojačane keramičkim materijalima, smolama, plastikom i drugim neprovodnim elementima. Iako se komponente poput celuloidne i provodljive tračnice boja trenutno koriste za proizvodnju fleksibilnih PCB-a.

Prva ploča s integriranim krugom sagrađena je 1936. godine ručno od strane inženjera Paul Eislera, a koju je radio radio koristio. Odatle su procesi automatizirani za proizvodnju velikih razmjera, prvo pomoću radija, a zatim sa svim vrstama komponenti.

Što je unutar PCB-a?

Tiskani sklopovi sastoje se od niza provodljivih slojeva, barem najsloženijih. Svaki od ovih provodljivih slojeva odvojen je izolacijskim materijalom koji se zove podloga. Rupe nazvane vias koriste se za povezivanje višeslojnih staza koje mogu u potpunosti proći kroz PCB ili ići samo do određene dubine.

Podloga može biti različitih sastava, ali uvijek od neprevodnih materijala, tako da svaki od električnih staza nosi svoj signal i napon. Trenutno se najčešće koristi Pértinax, koji je u osnovi papir prekriven smolom, vrlo lagan za rukovanje i strojno pranje. No, u opremi visokih performansi koristi se spoj zvan FR-4, koji je vatrootporni materijal od stakloplastike presvučen smolom.

Sa svoje strane, elektroničke komponente gotovo uvijek će se nalaziti u vanjskom dijelu PCB-a i instalirati se s obje strane kako bi u potpunosti iskoristili njihovo proširenje. Prije stvaranja električnih staza različiti slojevi PCB-a se formiraju samo od podloge i nekih vrlo tankih listova bakra ili drugog vodljivog materijala, a to će se kroz stroj sličan pisaču stvoriti i prilično poštenim postupkom duga i složena.

Proces stvaranja PCB-a

Već znamo od čega se izrađuju ploče s integriranim krugom, ali bilo bi vrlo zanimljivo znati kako su izrađene. Štoviše, sami možemo stvoriti osnovni integrirani krug kupnjom jedne od tih ploča, ali naravno, postupak će se poprilično razlikovati od onoga što se zapravo koristi.

Dizajn PCB-a pomoću softvera

Sve započinje dizajnom PCB-a, pronalaženjem električnih staza potrebnih za spajanje komponenata, kao i popisom koliko će slojeva biti potrebno da biste mogli generirati sve veze koje će biti potrebne za komponente.

Ovaj se postupak provodi pomoću računalnog softvera CAM, poput TinyCAD ili DesignSpark PCB, koji se široko koristi u inženjerskoj karijeri. Nisu samo dizajnirane električne staze, već se izrađuju i razne naljepnice za popis instaliranih komponenata i identificiranje svakog priključka.

Svi potrebni koraci u razvojnom procesu bit će dokumentirani, tako da proizvođač točno zna što treba učiniti kada vam projekt bude isporučen.

Svileni zaslon i fotografski izgled

Jednom dizajniran, sada prosljeđujemo projekt izravno proizvođaču i tamo će započeti fizičko stvaranje PCB-a. Sljedeći postupak naziva se fotografsko traženje, pri čemu pisač (fotoploter) laser nalik na pisač prati grafikon s maskama za povezivanje elektroničkih elemenata.

Za to se koristi tanki lim vodljivog metala veličine oko 7 tisuća. Te će maske kasnije služiti za određivanje mjesta lijepljenja elektroničkih komponenti. U naprednijim se postupcima postupak vrši izravno na PCB-u s pisačem koji ugravira maske za povezivanje s ovim metalom.

Tisak s unutarnjim slojem

Sljedeće što je učinjeno jest tiskanje na PCB različitih unutarnjih električnih staza, s posebnim spojem. To uključuje "slikanje" negativa električnih staza na listu kako bi se stvorio provodni uzorak s fotoosjetljivim ili suhim filmskim materijalom. Pa, ovaj film koji je stvoren izložen je laserskoj ili ultra ljubičastoj svjetlosti da ukloni suvišni materijal i tako stvori negativ završnog kruga.

Ovaj se postupak izvodi ako PCB ima unutarnje slojeve s vodljivim tračnicama. Nadalje, ovaj će se postupak ponoviti na vanjskim slojevima tiskane ploče kako bi se stvorili završni bakreni tragovi i prema dizajnu kruga.

Inspekcija i provjera (AOI)

Nakon što su napravljeni različiti slojevi vodljivih staza, stroj će provjeriti jesu li svi ispravni i rade dobro. To se postiže automatski usporedbom originalnog dizajna s fizičkim otiskom, traženjem kratkih ili isprekidanih pjesama.

Film sa hrđom i laminiranjem

Svaki od listova ispisanih vodljivim tragovima podvrgava se oksidnoj obradi radi poboljšanja mogućnosti i trajnosti bakrenih tragova svakog sloja.

Zahvaljujući procesu izbjeći će se odlaganje različitih vodljivih slojeva i staza na posebno osjetljivim PCB-ima ili s velikim brojem komponenti poput onih računala.

Sljedeće što trebate napraviti je izgraditi konačnu PCB.Da biste to učinili, svaki od slojeva kruga bit će spojen pomoću listova stakloplastike sa epoksidnom smolom, Pértinaxom ili bilo kojom drugom metodom koja se koristi. Sve to ćemo savršeno zalijepiti hidrauličkom prešom i tako ćemo dobiti integriranu ploču.

Bušenje rupa

U svim ćemo prilikama morati izbušiti niz rupa na PCB-ima bušenjem kako bismo se mogli pridružiti različitim bakrenim slojevima i stazama. Također će nam trebati kompletne perforacije da bismo mogli držati elektroničke elemente ili različite priključke ili utore za proširenje.

Postupak bušenja mora biti krajnje precizan, kako bi se sačuvao integritet PCB-a, pa se glave za volfram-karbid koriste za najtvrđi materijal koji postoji.

Metalne rupe

Da bi ove rupe uspostavile komunikaciju s različitim unutarnjim kolosijecima, bit će potreban postupak oblaganja tankim bakrenim filmom koji će osigurati potrebnu vodljivost. Ti će furniri biti između 40 i 60 milijuna inča.

PCB je sada spremna za pronalazak bakrenih tragova na vanjskim površinama.

Filteri na otvorenom i galvaniziranje

Sada ćemo stvoriti vanjske vodljive zapise i za to ćemo slijediti isti postupak kao i za stvaranje unutarnjih zapisa. Prvo stvaramo suhi film kao negativ završnog kruga. Zatim se pomoću lasera stvore prostori na kojima će se bakar odlagati kako bi se stvorili provodljivi tragovi.

Tada će se PCB podvrgnuti procesu galvaniziranja koji se sastoji od lijepljenja bakra na područja bez suhe folije i tako se formiraju električni tragovi PCB-a. PCB je smještena u bakrenu kupku i bit će elektrolitički vezana za vodljive uzorke kako bi se stvorili pragovi veličine svega 0, 001 inča.

Zatim će se na bakar dodati još jedan sloj kositra da bi se zaštitio ovaj kemijski napad kad idemo na SES postupak ili " strip-etch-strip"

Strip traka za jetkanje

Ovo je pretposljednji korak, višak bakra će se ukloniti s PCB-a, višak će biti onaj koji nismo uronili u kositar. Na taj će način ostati samo bakreno zaštićeni bakar.

Nakon toga kositar moramo ukloniti i kemijskim postupkom kako bismo na kraju ostavili samo bakrene tragove koji će napokon spojiti komponente i prenositi struju.

Sada će još jedan AOI postupak provjeriti je li sve ispravno kako bi na kraju snimili masku i legendu.

Maska za lemljenje i legenda

Konačno će se na elektroničku pločicu primijeniti maska za lemljenje kako bi kasnije bilo moguće dijelove pravilno lemiti ispravno i točno tamo gdje trebaju ići.

Tada se ispisuju složene legende, informacije koje je dizajner htio pružiti na PCB-u, poput naziva konektora, koda elementa itd. Uz to, konačni dizajn PCB-a bit će izrađen i s bojama koje mu proizvođač želi dati, kao što vidimo na igračkim pločama itd.

Zavarivanje sastavnih dijelova i završni testovi

PCB je spremna i samo će se komponente dodavati pomoću visoko preciznih robotskih ruku i odgovarajućih utora. Na ovaj je način ploča spremna na električni test i provjeriti da li ispravno radi.

Također ćemo dodati maske za spajanje kako bismo pravilno zavarili te elemente.

Zaključak i završne riječi

Pa, ovo je sve o tome što je PCB i kako se proizvode. Kao što vidite, postupak je prilično složen i zahtijeva mnogo koraka, moramo imati na umu da preciznost mora biti maksimalna kako bi kasnije djelovala onako kako se i očekivalo.

PCB postaje sve složeniji, s tanjim i gušćim tragovima kako bi se mogao smjestiti ogroman broj komponenti u vrlo malo prostora.

Također preporučujemo da posjetite naš vodič s najboljim matičnim pločama na tržištu

A zanimljive će vam se naći i te upute:

Ako imate bilo kakvih pitanja ili želite izvršiti ispravak, napišite nam u komentarima. Nadamo se da su informacije zanimljive.