▷ Hvad er en pcb eller et printkort. brug, hvordan det er lavet

Har du nogensinde hørt udtrykket PCB eller Integrated Circuit Board ? Hvis du ikke ved, hvad det er, forklarer vi det for dig i denne artikel. Når du læser denne artikel, er du omgivet af PCB; du har flere på din pc, skærm, mus og også på din mobil. Hvert elektronisk element er bygget ved hjælp af en PCB eller i det mindste dets "indre organer".

Indholdsindeks

Brug af PCB var et kæmpe skridt i udviklingen af ​​elektroniske enheder, da det tilvejebragte en innovativ metode til tilslutning af elementer uden brug af elektriske kabler. Dagens verden ville ikke være den samme uden opfindelsen af ​​PCB, så lad os se, hvad de er, og hvordan de er lavet

Hvad er en PCB

PCB er forkortelsen til Printed Circuit Board, men vi bruger forkortelsen på engelsk (Printed Circuit Board) for ikke at forveksle det f.eks. Med PCI-slots på vores pc.

Nå, en PCB er dybest set en fysisk support, hvor elektroniske og elektriske komponenter er installeret og sammenkoblet mellem dem. Disse komponenter kan være chips, kondensatorer, dioder, modstande, stik osv. Hvis du kigger på en computer inde, vil du se, at der er flere flade plader med en masse komponenter limet på den, det er et bundkort og det består af en PCB og de komponenter, som vi har nævnt

For at forbinde hvert element på en PCB bruger vi en række ekstremt tynde kobberledende spor, der genererer en skinne, leder, som om det var et kabel. I de enkleste kredsløb har vi kun ledende spor på den ene eller begge sider af PCB, men i mere komplette kredsløb har vi elektriske spor og endda komponenter stablet i flere lag af dem.

Den vigtigste støtte til disse spor og komponenter er en kombination af glasfiberforstærket med keramiske materialer, harpikser, plast og andre ikke-ledende elementer. Selvom komponenter som celluloid og ledende malingsspor i øjeblikket bruges til at fremstille fleksible PCB'er.

Det første integrerede kredsløbskort blev bygget i 1936 af hånden af ​​ingeniøren Paul Eisler til brug ved en radio. Derefter blev processerne automatiseret til storstilet fremstilling, først med radioer og derefter med alle slags komponenter.

Hvad er der inde i en PCB?

Trykte kredsløb består af en række ledende lag, i det mindste det mest komplekse. Hvert af disse ledende lag er adskilt af et isolerende materiale kaldet et underlag. Huller kaldet vias bruges til at forbinde flerlagsspor , som kan gå helt gennem PCB'en eller kun gå så langt som en bestemt dybde.

Underlaget kan være af forskellige sammensætninger, men altid af ikke-ledende materialer, så hvert af de elektriske spor bærer sit eget signal og spænding. Det mest anvendte i øjeblikket kaldes Pértinax, der dybest set er et papir , der er dækket med harpiks, meget let at håndtere og at bearbejde. Men i højtydende udstyr bruges en forbindelse kaldet FR-4, som er et brandbestandigt harpiksbelagt fiberglasmateriale.

De elektroniske komponenter på deres side vil næsten altid gå i det ydre område af PCB'erne og installeret på begge sider for at drage fuld fordel af deres udvidelse. Før der oprettes elektriske spor, dannes de forskellige lag på PCB kun af underlaget og nogle meget tynde lag kobber eller andet ledende materiale, og det vil være gennem en maskine, der ligner en printer, at disse vil blive oprettet og gennem en retfærdig proces lang og kompleks.

PCB-oprettelsesproces

Vi ved allerede, hvad integrerede kredsløbskort er lavet af, men det ville være meget interessant at vide, hvordan de er lavet. Hvad mere er, vi kan selv oprette et grundlæggende integreret kredsløb ved at købe et af disse tavler, men processen vil naturligvis være en helt anderledes end hvad der faktisk bruges.

PCB-design ved hjælp af software

Det hele starter med at designe PCB, spore de elektriske spor, der er nødvendige for at forbinde komponenterne, samt at angive, hvor mange lag der vil være nødvendigt for at være i stand til at generere alle de forbindelser, der vil være nødvendige for komponenterne.

Denne proces udføres ved hjælp af CAM- computersoftware , såsom TinyCAD eller DesignSpark PCB, der i vid udstrækning bruges i ingeniørkarrierer. Ikke kun er elektriske spor designet, men forskellige etiketter oprettes også til at liste over installerede komponenter og identificere hvert stik.

Alle nødvendige trin i udviklingsprocessen vil blive dokumenteret, så producenten ved nøjagtigt, hvad de skal gøre, når projektet sendes til dig.

Silkscreen og fotografisk layout

Når det er designet, overfører vi nu projektet direkte til producenten, og det vil være her, hvor den fysiske oprettelse af en PCB begynder. Følgende proces kaldes fotografisk sporing, hvorved en printerlignende maskine (fotoplotter) laser sporer en graf med forbindelsesmaskerne til de elektroniske elementer.

Til dette bruges et tyndt ark af ledende metal på ca. 7 tusindedels tomme. Disse masker tjener senere til at bestemme, hvor de elektroniske komponenter er limet. I mere avancerede processer udføres denne proces direkte på PCB med en printer, der graverer forbindelsesmaskerne med dette metal.

Udskrivning af indre lag

Den næste ting, der gøres, er udskrivning på PCB på de forskellige interne elektriske spor, med en speciel forbindelse. Dette indebærer at ”male” et negativt af de elektriske spor på arket for at skabe et ledende mønster med et lysfølsomt eller tørt filmmateriale. Nå, denne film, der er oprettet, udsættes for en laser eller ultraviolet lys for at fjerne det overskydende materiale og således skabe en negativ af det endelige kredsløb.

Denne proces udføres, hvis PCB har interne lag med ledende spor. Desuden gentages denne proces på de ydre lag af PCB for at skabe de endelige kobberspor og i overensstemmelse med kredsløbets design.

Inspektion og verifikation (AOI)

Når de forskellige lag med ledende spor er lavet, vil en maskine inspicere, at de alle er korrekte og fungerer godt. Dette gøres automatisk ved at sammenligne det originale design med det fysiske udskrivning for at søge efter shorts eller ødelagte spor.

Rustfilm og laminering

Hvert af de ark, der er trykt med de ledende baner, gennemgår en oxidbehandling for at forbedre kapaciteten og holdbarheden af ​​kobbersporene i hvert lag.

Takket være processen undgås delaminering af de forskellige ledende lag og spor på særligt følsomme PCB'er eller med et stort antal komponenter såsom computere.

Den næste ting at gøre er at opbygge den endelige PCB, for dette sammenkobles hvert af kredsløbene ved hjælp af fiberglasplader med epoxyharpiks, Pértinax eller en hvilken som helst anden metode, der anvendes. Alt dette limes perfekt ved hjælp af en hydraulisk presse, og det er sådan, vi får det integrerede kredsløbskort.

Boring af huller

Under alle lejligheder bliver vi nødt til at lave en række huller til PCB'erne ved at bore for at kunne sammenføje de forskellige kobberlag og -spor. Vi har også brug for komplette perforeringer for at være i stand til at indeholde elektroniske elementer eller forskellige stik eller udvidelsesåbninger.

Boreprocessen skal være ekstremt præcis for at bevare PCB's integritet, så wolframcarbidhoveder bruges til det hårdeste materiale, der findes.

Metalliske huller

For at disse huller skal etablere kommunikation med de forskellige interne spor, er en pletteringsproces med en tynd kobberfilm nødvendig for at tilvejebringe den nødvendige ledningsevne. Disse finér vil være mellem 40 og 60 milliondels tomme.

PCB er nu klar til at spore kobbersporene på de ydre sider.

Udendørs sporfilm og galvanisering

Nu vil vi oprette de ydre ledende spor, og for dette vil vi følge den samme procedure som til at oprette de interne spor. Først opretter vi den tørre film som en negativ af det endelige kredsløb. Derefter skabes de rum, hvor kobberet skal deponeres, ved hjælp af en laser for at skabe de ledende spor.

Og så vil PCB gennemgå en elektropletteringsproces, der består af limning af kobber i områderne fri for tør folie og således danne de elektriske spor på PCB. PCB anbringes i et kobberbad og bindes elektrolytisk til de ledende mønstre for at skabe spor så små som 0, 001 inches.

Derefter tilføjes endnu et lag tin oven på kobberet for at beskytte dette kemiske angreb, når vi går til SES-processen eller " strip-etch-strip"

Strib ætsestrimmel

Dette er det næstsidste trin, det overskydende kobber fjernes fra PCB, det overskydende vil være det, som vi ikke har dyppet i tin. På denne måde er det kun det tinbeskyttede kobber tilbage.

Efterfølgende skal vi også fjerne tin gennem en kemisk behandling for endelig kun at efterlade kobbersporene, der til sidst vil være dem, der forbinder komponenter og transporterer elektricitet.

Nu vil en anden AOI-proces bekræfte, at alt er korrekt for endelig at registrere masken og sagnet.

Loddemaske og legende

Endelig påføres en loddemaske på det elektroniske kredsløbskort, så det senere er muligt at lodde komponenterne til sporene korrekt, og lige hvor de skal gå.

Derefter udskrives den sammensatte legende også, de oplysninger, som designeren ønskede at give på PCB, såsom navnet på konnektorerne, elementkoden osv. Derudover vil det endelige design af PCB også blive lavet med de farver, som producenten ønsker at give det, som vi ser på spil bundkort osv.

Komponentsvejsning og afsluttende test

PCB er klar, og kun komponenterne tilføjes ved hjælp af robotarme med høj præcision og de tilsvarende slots. På denne måde er brættet klar til at blive testet elektrisk og kontrollere, at det fungerer korrekt.

Vi tilføjer også forbindelsesmaskerne for at svejse disse elementer korrekt.

Konklusion og afsluttende ord

Nå, alt dette handler om, hvad en printplade er, og hvordan de fremstilles. Da du kan se, at processen er ret kompliceret og kræver mange trin, skal vi huske på, at præcisionen skal være maksimal, så den senere fungerer som forventet.

PCB bliver mere komplekse med tyndere og tættere spor for at være i stand til at rumme et stort antal komponenter på meget lidt plads.

Vi anbefaler også, at du besøger vores guide til de bedste bundkort på markedet

Og du finder også disse tutorials interessante:

Hvis du har spørgsmål eller vil foretage en rettelse, skriv os i kommentarerne. Vi håber, at informationen er interessant.