Друковані плати (PCB) присутні майже в кожному електронному пристрої. Якщо в пристрої є електронні частини, то всі вони встановлені на друкованій платі різного розміру. Крім фіксації різних дрібних деталей, основна функція вPCBполягає в забезпеченні взаємного електричного з’єднання різних частин вище. Оскільки електронні пристрої стають все більш і більш складними, потрібно все більше і більше деталей, а також ліній і деталейPCBтакож стають дедалі щільнішими. СтандартPCBвиглядає так. Голу плату (без частин на ній) також часто називають «друкованою монтажною платою (PWB)».
Сама основа плати виготовлена з ізоляційного матеріалу, який важко згинати. Тонкий матеріал схеми, який можна побачити на поверхні, - це мідна фольга. Спочатку мідна фольга покривала всю плату, але частина її була витравлена під час виробничого процесу, а решта стала тонкою сіткою. . Ці лінії називаються схемами провідників або дротом і використовуються для забезпечення електричних з’єднань компонентів наPCB.
Щоб прикріпити деталі доPCB, припаюємо їх контакти безпосередньо до проводки. На найпростішій друкованій платі (односторонній) деталі зосереджені з одного боку, а дроти зосереджені з іншого боку. У результаті нам потрібно зробити отвори в платі, щоб контакти могли проходити через плату на іншу сторону, таким чином штирі деталі припаяні з іншого боку. Через це передня та задня сторони друкованої плати називаються стороною компонента та стороною припою відповідно.
Якщо на друкованій платі є деякі частини, які потрібно видалити або повернути назад після завершення виробництва, розетки будуть використані під час встановлення частин. Оскільки розетка безпосередньо приварена до плати, деталі можна розбирати і збирати довільно. Нижче показано роз’єм ZIF (нульова сила вставлення), який дозволяє легко вставляти та знімати деталі (у цьому випадку ЦП). Фіксуюча планка поруч із гніздом, щоб утримувати деталь на місці після її вставлення.
Якщо дві друковані плати потрібно з’єднати одна з одною, ми зазвичай використовуємо крайові з’єднувачі, широко відомі як «золоті пальці». Золоті пальці містять багато відкритих мідних подушечок, які насправді є частиноюPCBмакет. Зазвичай під час підключення ми вставляємо золоті пальці на одній із друкованих плат у відповідні слоти на іншій друкованій платі (зазвичай їх називають слотами розширення). У комп’ютері, наприклад, відеокарта, звукова карта чи інші подібні інтерфейсні карти, під’єднані до материнської плати золотими пальцями.
Зелений або коричневий на друкованій платі – це колір паяльної маски. Цей шар є ізоляційним екраном, який захищає мідні дроти, а також запобігає припаюванню деталей у неправильному місці. На паяльну маску нанесено додатковий шар шовкографії. Зазвичай текст і символи (здебільшого білого кольору) друкуються на ньому, щоб вказати положення кожної частини на дошці. Сторона трафаретного друку також називається стороною легенди.
Односторонні дошки
Ми щойно згадали, що на найпростішій друкованій платі деталі зосереджені з одного боку, а дроти зосереджені з іншого боку. Оскільки дроти з’являються лише з одного боку, ми називаємо цей видPCBодносторонній (Single-sided). Оскільки єдина плата має багато суворих обмежень щодо конструкції схеми (оскільки є лише одна сторона, електропроводка не може перетинатися й має проходити окремим шляхом), тому лише в ранніх схемах використовувався цей тип плати.
Двосторонні дошки
Ця плата має електропроводку з обох сторін. Однак, щоб використовувати дві сторони дроту, має бути належне з’єднання між двома сторонами. Такі «мости» між ланцюгами називаються переходами. Перехідні отвори — це маленькі отвори на друкованій платі, заповнені або пофарбовані металом, до яких можна під’єднати дроти з обох боків. Оскільки площа двосторонньої плати вдвічі більша, ніж площа односторонньої плати, і оскільки електропроводка може чергуватися (можна намотувати на іншу сторону), вона більше підходить для використання на більш складних схем, ніж односторонні плати.
Багатошарові дошки
Щоб збільшити площу проводки, для багатошарових плат використовують більше односторонніх або двосторонніх плат. Багатошарові плити використовують кілька двосторонніх плит, і поміщають ізоляційний шар між кожною плитою, а потім склеюють (пресують). Кількість шарів плати являє собою кілька незалежних шарів проводки, зазвичай число шарів є парним і включає два крайніх шари. Більшість материнських плат мають від 4 до 8 шарів, але технічно майже 100-шаровіPCBдошки можна досягти. Більшість великих суперкомп'ютерів використовують досить багатошарові материнські плати, але оскільки такі комп'ютери можна замінити кластерами багатьох звичайних комп'ютерів, ультрабагатошарові плати поступово вийшли з ужитку. Оскільки шари в aPCBнастільки тісно пов’язані, що зазвичай нелегко побачити фактичне число, але якщо ви уважно подивитеся на материнську плату, ви можете це зробити.
Перемикання, про які ми щойно згадали, якщо застосовувати до двосторонньої плати, повинні бути пробиті через всю плату. Однак у багатошаровій платі, якщо ви хочете підключити лише деякі з цих трас, тоді переходи можуть витрачати деякий простір траси на інших шарах. Технологія закритих і глухих отворів може уникнути цієї проблеми, оскільки вони проникають лише в декілька шарів. Глухі переходи з’єднують кілька шарів внутрішніх друкованих плат із поверхневими друкованими платами, не проникаючи через всю плату. Закопані переходи підключаються лише до внутрішніхPCB, тому їх не видно з поверхні.
У багатошаровостіPCB, весь шар безпосередньо підключений до проводу заземлення та джерела живлення. Отже, ми класифікуємо кожен рівень як рівень сигналу (Signal), рівень живлення (Power) або рівень землі (Ground). Якщо частини друкованої плати вимагають різних джерел живлення, зазвичай такі друковані плати матимуть більше двох шарів живлення та проводів.
Час публікації: 25 серпня 2022 р