Друкована плата ( PCB ) – це важливий електронний компонент, який служить опорною структурою для електронних компонентів та носієм для електричних з'єднань. Її називають «друкованою» платою, оскільки вона виготовляється за допомогою технологій електронного друку. Друковані плати є одним з найважливіших компонентів в електронній промисловості. Майже кожен електронний пристрій, від дрібних предметів, таких як цифрові годинники та калькулятори, до великих систем, таких як комп'ютери, комунікаційна електроніка та військові системи зброї, використовує друковані плати для електричного з'єднання інтегральних схем та інших електронних компонентів.
Друкована плата складається з ізоляційної підкладки, з'єднувальних проводів та контактних площадок для складання та паяння електронних компонентів, які служать як провідними шляхами, так і ізоляційною основою. Вона може замінити складну проводку для досягнення електричних з'єднань між різними компонентами, спрощуючи процеси складання та паяння, зменшуючи робоче навантаження, пов'язане з традиційними методами підключення, та значно знижуючи трудомісткість. Крім того, друковані плати допомагають зменшити загальний розмір пристроїв, знизити вартість продукції та підвищити якість і надійність електронного обладнання. Вони забезпечують хорошу узгодженість продукції та можуть бути стандартизовані за конструкцією, що сприяє механізації та автоматизації виробництва. Більше того, повністю зібрана та перевірена друкована плата може служити незалежною запасною частиною, що полегшує заміну та обслуговування готових виробів.
Друковані плати спочатку виготовлялися з паперових ламінатів, покритих міддю. З моменту появи напівпровідникових транзисторів у 1950-х роках попит на друковані плати різко зріс. Швидкий розвиток та широке застосування інтегральних схем призвели до появи менших електронних пристроїв зі зростанням щільності та складності схем, що вимагає постійних інновацій у друкованих платах. Наразі різновиди друкованих плат еволюціонували від односторонніх до двосторонніх, багатошарових та гнучких. Їхня структура та якість досягли надвисокої щільності, мініатюризації та високої надійності. Постійно з'являються нові методи проектування, матеріали та виробничі процеси. В останні роки різноманітне програмне забезпечення для автоматизованого проектування (САПР) друкованих плат широко впроваджується в промисловості, а механізоване та автоматизоване виробництво повністю замінило ручні процеси у спеціалізованих виробників друкованих плат.
Класифікація за кількістю шарів
За кількістю шарів схеми, друковані плати можна класифікувати на односторонні , двосторонні та багатошарові. Звичайні багатошарові плати зазвичай мають чотири або шість шарів, тоді як складніші плати можуть мати десятки шарів. Три основні типи класифікацій друкованих плат:
Односторонні дошки
Односторонні плати (Single-Sided Boards) мають компоненти, зосереджені на одному боці, та провідні доріжки на протилежному боці (або обидві доріжки та компоненти поверхневого монтажу на одному боці, а компоненти наскрізного монтажу на іншому). Оскільки доріжки розташовані лише на одному боці, цей тип друкованої плати називається одностороннім. Через суворі обмеження на схемотехніку (доріжки не можуть перетинатися та повинні йти окремими шляхами), односторонні плати зазвичай використовуються лише в ранніх схемотехніках.
Двосторонні дошки
Двосторонні плати (Double-Sided Boards) мають проводку з обох боків, що вимагає належного електричного з'єднання між ними. Ці з'єднання, відомі як переходні отвори (vias), являють собою невеликі отвори, заповнені або покриті металом, які дозволяють з'єднувати доріжки з обох боків. Двосторонні плати, які мають вдвічі більшу площу поверхні, ніж односторонні плати, вирішують проблеми чергування односторонніх конструкцій (дозволяючи здійснювати з'єднання через переходні отвори). Вони більше підходять для схем, які є складнішими, ніж ті, що зазвичай обробляються односторонніми платами.
Гнучка дошка, Жорстко-гнучка дошка
Багатошарові плати (Multi-Layer Boards) збільшують доступну площу для підключення, використовуючи кілька одно- або двосторонніх плат. Наприклад, чотиришарова друкована плата може складатися з двосторонньої плати як внутрішнього шару, з обох боків як зовнішніх шарів розташовані два односторонні плати, або з двох двосторонніх плат як внутрішніх шарів та двох односторонніх плат як зовнішніх шарів. Ці друковані плати переплітаються ізоляційними клейкими матеріалами та з'єднані між собою відповідно до вимог проектування. Кількість шарів не обов'язково вказує на кількість незалежних шарів підключення; в окремих випадках для контролю товщини плати можуть бути додані порожні шари, при цьому кількість шарів зазвичай є парною та включає два крайні шари. Більшість материнських плат складаються з 4-8 шарів, хоча технічно друкована плата може мати майже 100 шарів. Високоякісні суперкомп'ютери часто використовують багатошарові материнські плати, але оскільки кластери стандартних комп'ютерів тепер можуть замінити такі системи, ультрабагатошарові плати стають менш поширеними. Кожен шар у друкованій платі щільно інтегрований, що ускладнює визначення фактичної кількості шарів, хоча ретельне спостереження за материнською платою може виявити цю інформацію.
Гнучка дошка, Жорстко-гнучка дошка
Гнучкі плати та жорстко-гнучкі плати поділяються на жорсткі друковані плати та гнучкі плати. Зазвичай друкована плата, показана на першому зображенні, називається жорсткою друкованою платою, тоді як жовті з'єднання на другому зображенні називаються гнучкою друкованою платою. Інтуїтивна відмінність полягає в тому, що гнучку друковану плату можна згинати. Звичайна товщина жорстких друкованих плат включає 0.2 мм, 0.4 мм, 0.6 мм, 0.8 мм, 1.0 мм, 1.2 мм, 1.6 мм та 2.0 мм. Звичайна товщина гнучких друкованих плат становить 0.2 мм, з товстішими шарами, доданими на зворотному боці для паяння компонентів, яка може коливатися від 0.2 мм до 0.4 мм. Розуміння цих деталей надає інженерам-конструкторам просторове уявлення під час проектування. Звичайні матеріали для жорстких друкованих плат включають фенольні паперові ламінати, епоксидні паперові ламінати, поліефірні скловолокнисті ламінати та епоксидні скловолокнисті ламінати; звичайні матеріали для гнучких друкованих плат включають поліефірну плівку, поліімідну плівку та фторовану етиленпропіленову плівку.
