Что такое печатная плата?
Печатная плата (PCB) – один из ключевых компонентов современной электроники, который интегрирует сложные электрические цепи на небольшом пространстве и служит фундаментом для развития современной технологии. От смартфонов до бытовых приборов – практически все электронные устройства зависят от поддержки печатных плат. Однако многие люди не знакомы с тем, как устроены печатные платы, из чего они состоят и как их производят. В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое печатная плата, а также её виды, материалы и процессы производства, чтобы помочь вам лучше понять эту базовую технологию.
Что такое печатная плата?
Печатная плата (PCB) – это плоская конструкция, которая используется для установки и соединения электронных компонентов. Она соединяет компоненты с помощью медных проводящих дорожек, обеспечивая надежную передачу электрических сигналов. Основные функции печатной платы заключаются в следующем: во-первых, она предоставляет механическую опору, позволяя крепить электронные компоненты на заданные позиции; во-вторых, она обеспечивает электрическое соединение между компонентами, передавая сигналы.
PCB широко используется в различных электронных устройствах, и её конструкция не только влияет на производительность продукта, но и определяет его размер и вес. С развитием технологий конструкции печатных плат становятся всё более сложными: от однослойных плат до многослойных плат, что удовлетворяет современные требования к компактности и высокой производительности электронных устройств.
Виды печатных плат
Печатные платы можно классифицировать по количеству слоев и конфигурации медных дорожек. Наиболее распространенные виды:
1. Однослойные платы
Это самая простая форма печатной платы, где медные дорожки расположены только с одной стороны. Такие платы подходят для простых схем и отличаются низкой стоимостью производства. Их используют в устройствах с невысокими требованиями к производительности, таких как калькуляторы, игрушки и т.д.
2. Двухслойные платы
В отличие от однослойных, двухслойные платы имеют медные дорожки с обеих сторон, что позволяет устанавливать компоненты и соединять цепи с обеих сторон платы. С помощью технологии сквозных отверстий соединяются цепи с обеих сторон, что увеличивает сложность и гибкость схемы. Такие платы находят широкое применение в устройствах с высокими требованиями к производительности, таких как телевизоры, компьютерные мониторы и другие.
3. Многослойные платы
Это высокотехнологичные печатные платы, которые имеют 3 и более слоев медной фольги. Многослойные платы создаются путём наложения нескольких слоёв изоляционных материалов с медными проводниками между ними. Это позволяет создавать более сложные электрические схемы. Многослойные платы используют в высокопроизводительных компьютерах, серверах, оборудовании для 5G и других высокотехнологичных устройствах.
Появление многослойных плат значительно повысило степень интеграции электронных устройств, позволив уменьшить их размер и одновременно снизить энергопотребление при сохранении высокой производительности. Такие платы являются основными компонентами современных технологических устройств.
Из чего изготавливаются печатные платы?
Материалы, используемые в печатных платах, определяют их электрические и механические характеристики. Основные элементы PCB – это диэлектрическая основа и проводящие материалы. Вот наиболее распространенные материалы:
Стеклоткань и миканит
Ранее использовавшиеся в PCB, эти материалы состояли из ткани, пропитанной фенольными или эпоксидными смолами. Они обладают хорошими изоляционными и термостойкими свойствами, что делает их экономичными для массового производства.
Медная фольга
На поверхности диэлектрического материала наносится один или несколько слоев медной фольги, из которой путем травления создаются проводящие дорожки. Толщина и чистота медной фольги определяют проводящие свойства платы, что особенно важно в высокопроизводительных схемах.
Выбор материалов для печатных плат влияет не только на электрические характеристики, но и на термостойкость, химическую стойкость и механическую прочность платы. Для устройств, работающих при высоких температурах или в агрессивных условиях, обычно выбирают термостойкие материалы, такие как керамика или полиимид.
Методы производства печатных плат
Производство печатных плат (PCB) – это сложный и высокоточный процесс, и в зависимости от сложности схемы и требований к проекту применяются различные методы. Вот несколько из них:
Метод вычитания
Это один из наиболее распространенных методов производства. С помощью фотолитографии и травления удаляются лишние слои медной фольги с покрытой медью заготовки, создавая проводящие дорожки. Этот метод широко применяется для производства одно- и двухслойных плат благодаря его высокой производительности и экономической эффективности.
Метод добавления и полуаддитивный метод
Метод добавления заключается в последовательном осаждении медных слоев на изоляционную подложку для создания проводящих дорожек. Полуаддитивный метод включает нанесение тонкого слоя меди на подложку с последующим его утолщением с помощью гальванического осаждения. Этот метод подходит для производства высокоточных схем.
Производственный процесс многоуровневых печатных плат
Процесс прессования: При производстве многоуровневых печатных плат несколько диэлектрических слоев склеиваются с медными фольгами под высоким давлением и температурой, создавая прочное соединение и формируя единое целое.
Металлизация межслойных отверстий: В различных проводящих слоях многоуровневой печатной платы сверлятся отверстия, которые соединяются с помощью химического или электрохимического осаждения меди. Этот процесс значительно увеличивает эффективность передачи сигналов и надежность многоуровневых печатных плат.
Процесс межслойной наслоенности: С помощью электрохимического осаждения меди различные проводящие слои соединяются, образуя прочные проводящие каналы, что обеспечивает хорошее электрическое качество печатной платы даже при сложной многоуровневой структуре.
Комбинированный процесс металлизации и межслойной наслоенности: Эта современная производственная технология позволяет одновременно использовать технологии металлизации и межслойной наслоенности для производства высокоплотных многоуровневых печатных плат, удовлетворяющих требованиям к малым размерам и высокой производительности сложной электронной продукции.
Современные производственные технологии обеспечивают, что печатные платы соответствуют требованиям высокоплотных схем, сохраняя при этом высокую производственную отдачу и стабильность качества.
Заключение
Печатные платы (PCB) играют ключевую роль в области потребительской электроники, автомобильной электроники, промышленного оборудования и медицинских приборов. Мы, сосредоточившись на прецизионных технологиях производства, оптимизации проектных решений и повышении производственной эффективности, помогаем нашим клиентам достигать большей надежности и производительности их продуктов. В ответ на постоянно усложняющиеся требования к электронике мы предлагаем индивидуальные решения PCB, особенно в области миниатюризации, проектирования многослойных плат и технологий высокой плотности соединений (HDI), продолжая поддерживать инновации и конкурентоспособность наших клиентов на рынке. Нажмите здесь, чтобы связаться с нами сейчас.