Печатные платы (Печатная плата) является важным электронным компонентом, который служит опорной конструкцией для электронных компонентов и носителем для электрических соединений. Она называется «печатной» платой, потому что производится с использованием методов электронной печати. Печатные платы являются одним из основных компонентов в электронной промышленности. Почти каждое электронное устройство, от небольших предметов, таких как цифровые часы и калькуляторы, до больших систем, таких как компьютеры, коммуникационная электроника и военные системы вооружения, использует печатные платы для соединения интегральных схем и других электронные компоненты электрически.
Печатная плата состоит из изолирующей подложки, соединительных проводов и контактных площадок для сборки и пайки электронных компонентов, которые служат как токопроводящими дорожками, так и изолирующей основой. Она может заменить сложную проводку для достижения электрических соединений между различными компонентами, упрощая процессы сборки и пайки, уменьшая рабочую нагрузку, связанную с традиционными методами монтажа проводов, и значительно снижая трудоемкость. Кроме того, Печатные платы помогают уменьшить общий размер устройств, снизить себестоимость продукции и повысить качество и надежность электронного оборудования. Они обеспечивают хорошую однородность продукции и могут быть стандартизированы по конструкции, что облегчает механизацию и автоматизацию производства. Более того, полностью собранная и протестированная печатная плата может служить независимой запасной частью, что упрощает замену и обслуживание готовых изделий.
Печатные платы изначально изготавливались из бумажных ламинатов с медным покрытием. С момента появления полупроводниковых транзисторов в 1950-х годах спрос на печатные платы резко возрос. Быстрое развитие и широкое применение интегральных схем привело к появлению более мелких электронных устройств с увеличивающейся плотностью и сложностью схем, что потребовало постоянных инноваций в печатных платах. В настоящее время разновидности печатных плат эволюционировали от односторонних плат до двухсторонних плат, многослойных плат и гибких плат. Их структура и качество достигли сверхвысокой плотности, миниатюризации и высокой надежности. Постоянно появляются новые методы проектирования, материалы и производственные процессы. В последние годы различные компьютерные программное обеспечение для проектирования (САПР) печатных плат получило широкое распространение в отрасли, а механизированное и автоматизированное производство полностью заменило ручные процессы у специализированных производителей печатных плат.
Классификация по количеству слоев
По количеству слоев схемы печатные платы можно разделить на односторонние платы, двухсторонние платы, и многослойные платы. Обычные многослойные платы обычно имеют четыре или шесть слоев, в то время как более сложные платы могут иметь десятки слоев. Три основных типа классификаций печатных плат:
Односторонние доски
Односторонние платы (Single-Sided Boards) имеют компоненты, сосредоточенные на одной стороне, и проводящие дорожки на противоположной стороне (или и дорожки, и поверхностно-монтируемые компоненты на одной стороне, с компонентами сквозного монтажа на другой). Поскольку дорожки появляются только на одной стороне, этот тип печатной платы называется односторонним. Из-за строгих ограничений на схемотехника (дорожки не могут пересекаться и должны проходить по разным путям), односторонние платы обычно использовались только в ранних разработках схем.
Двусторонние доски
Двусторонние платы (Double-Sided Boards) имеют проводку с обеих сторон, требующую надлежащих электрических соединений между двумя сторонами. Эти соединения, известные как переходные отверстия, представляют собой небольшие отверстия, заполненные или покрытые металлом, которые позволяют дорожкам с обеих сторон соединяться. Двусторонние платы, которые имеют вдвое большую площадь поверхности, чем односторонние платы, решают проблемы чередования односторонние конструкции (позволяя выполнять соединения через переходные отверстия). Они больше подходят для схем, которые сложнее тех, которые обычно обрабатываются односторонними платами.
Гибкая доска, Жестко-гибкая доска
Многослойные платы (Multi-Layer Boards) увеличивают доступную площадь разводки за счет использования нескольких односторонних или двухсторонних плат. Например, четырехслойная печатная плата может состоять из двухсторонней платы в качестве внутреннего слоя, окруженного двумя односторонними платами в качестве внешних слоев, или двух двухсторонних плат в качестве внутренних слоев с двумя односторонними платами в качестве внешних слоев. Эти печатные платы чередуются с помощью изолирующих клеевых материалов и соединяются между собой в соответствии с требованиями конструкции. Количество слоев не обязательно указывает на количество независимых слоев разводки; в особых случаях пустые слои могут быть добавлены к толщине платы управления, при этом количество слоев обычно является четным и включает два самых внешних слоя. Большинство материнских плат состоят из 4–8 слоев, хотя технически печатная плата может иметь около 100 слоев. Высокопроизводительные суперкомпьютеры часто используют многослойные материнские платы, но поскольку кластеры стандартных компьютеров теперь могут заменить такие системы, ультрамногослойные платы становятся все менее распространенными. Каждый слой в печатной плате тесно интегрирован, что затрудняет определение фактического количества слоев, хотя тщательное наблюдение за материнская плата может раскрыть эту информацию.
Гибкая доска, Жестко-гибкая доска
Гибкие платы, жестко-гибкие платы подразделяются на жесткие печатные платы и гибкие печатные платы. Как правило, печатная плата, показанная на первом изображении, называется жесткой печатной платой, в то время как желтые соединения на втором изображении называются гибкой печатной платой. Интуитивное различие заключается в том, что гибкую печатную плату можно сгибать. Обычные толщины для жестких печатных плат включают 0.2 мм, 0.4 мм, 0.6 мм, 0.8 мм, 1.0 мм, 1.2 мм, 1.6 мм и 2.0 мм. Обычная толщина для гибких печатных плат составляет 0.2 мм, с более толстыми слоями, добавленными на обратной стороне для пайки компонентов, которые могут варьироваться от 0.2 мм до 0.4 мм. Понимание этих деталей дает инженерам-строителям пространственную ссылку во время проектирования. Обычные материалы для жестких печатных плат включают фенольные бумажные ламинаты, эпоксидные бумажные ламинаты, полиэфирные стекловолоконные ламинаты и эпоксидные стекловолоконные ламинаты; Распространенными материалами для гибких печатных плат являются полиэфирная пленка, полиимидная пленка и фторированная этиленпропиленовая пленка.
