Kas ir iespiedshēmas plate?

Pamatkoncepcija

Lielākā daļa elektronikas ierīču ir atkarīgas no iekšējām shēmām, lai deleģētu tādas lietas kā elektriskās darbības un jaudas problēmas dažādiem komponentiem. Faktiskā zinātne un inženierija aiz shēmas platēm var būt nedaudz sarežģīta, taču vienkāršā izteiksmē shēmas plate ir sava veida “štābs” vai “terminālis”, kurā viss tiek apstrādāts un sakārtots. Aplūkojot atsevišķi, dēļi bieži izskatās kā plānas metāla plāksnes, kas marķētas ar spīdīgām rievām un kodinājumiem. To izmērs atšķiras atkarībā no attiecīgās ierīces, taču atkarībā no konteksta tas var būt tik mazs kā nags vai tikpat liels kā maza automašīna.

Montāža

Iespiedshēmas plates kalpo kā pamats un mehānisks atbalsts elektroniskajiem komponentiem. Parasti tās ir nevadošas virsmas, taču tās ir apdzīvotas ar vadošiem ceļiem, signālu pēdām un elektroniskām sastāvdaļām, jo ​​tās ir samontētas, lai nodrošinātu elektrisko strāvu plūsmu. Kad plate ir salikta kopā, to parasti sauc par iespiedshēmas plates komplektu (PCBA) vai iespiedshēmas bloku (PCA).

Iespiedshēmas plates montāža ir viena no vairākām ķēžu izveides metodēm, kā arī vadu ķēdēm un punkta-punkta shēmām. Montāžas parasti prasa lielākas pūles izkārtojumam un augstākas sākotnējās izmaksas nekā citas pieejamās iespējas, taču tās laika gaitā ir rentablākas un bieži vien nodrošina arī lielāku uzticamību. Ņemot vērā sākotnējās izmaksas, kas saistītas ar shēmas plates dizainu, plates ražošana bieži ir lētāka, kā arī nodrošina ātrāku liela apjoma ražošanu nekā citas metodes.

Pamatkomponenti

PCA ražošanā izmantotie materiāli var atšķirties atkarībā no tā, kā tie tiks izmantoti. Parasti vadošie slāņi ir izgatavoti no plānas vara folijas, un dielektriskie izolācijas slāņi tiek laminēti kopā, izmantojot epoksīda sveķus. Bieži vien tā sauktā “tukšā plāksne” tiek izveidota, kad substrātu no vienas vai abām pusēm pilnībā pārklāj vara savienojošais slānis. Pēc tam tiek uzklāta pagaidu maska, kas ļauj noņemt nevēlamo varu, izmantojot raksta kodināšanu.

Kodināšanas metodes

Vairumā gadījumu tāfeles rievas un iespiedumi ir īpaši jāiespiež vai jāiegravē virsmā. Fotogrāfijas druka un sietspiede ir visizplatītākās kodināšanas metodes komerciālos nolūkos. Fotogravēšana balstās uz fotomasku un ķīmisku procesu, lai noņemtu nevēlamo varu. Kodināšanas procesos parasti izmanto amonija persulfātu, dzelzs hlorīdu vai sālsskābi, lai apēstu nevēlamus vara slāņus. Sietspiede ir balstīta uz tintēm, kas ir izturīgas pret kodināšanu, aizsargājot pamatā esošo vara foliju tā, ka tiek iegravēts tikai nevēlamais varš. Vēl viena iespēja ir frēzēšana, kurai vara noņemšanai nepieciešama īpaša iekārta.

Dažās būvniecības metodēs pēdas tiek pievienotas, nevis noņemtas no pamatnes. To parasti veic, izmantojot galvanizāciju. Izvēlētā iespiedshēmas plates izgatavošanas metode atšķirsies atkarībā no tā, vai plate ir vienreizēja vai tā ir jāreproducē lielos daudzumos.

Izolatora izvēle

Viena no svarīgākajām plātņu montāžas daļām ir izolācija, lai aizsargātu plāksni no pārkaršanas vai aizsērēšanas ar signāliem. Šim nolūkam ir pieejami dažāda veida dielektriskie materiāli, tostarp kompozītmateriāls epoksīda materiāls (CEM) un liesmu slāpējošs (FR) materiāls, un katrs no tiem nodrošina atšķirīgu izolācijas vērtību atkarībā no shēmas prasībām. Teflons, FR-1, FR-4, CEM-1 un CEM-3 ir daži dielektriķu piemēri. Materiāli, ko parasti izmanto PCB būvniecībā, ir fenola kokvilnas papīrs (FR-2), kokvilnas papīrs ar epoksīdu (FR-3 un CEM-1), austs stikls ar epoksīdu (FR-4) un matēts stikls ar poliesteru (FR-6)..