Płytka drukowana PCB, czyli jak powstają obwody?

główne_159220.jpeg.jpg

Płytki drukowane PCB, określane także jako obwody drukowane, są wykorzystywane przede wszystkim przy montowaniu podzespołów elektrycznych i zapewnianiu odpowiedniego połączenia pomiędzy wtykami. Znajdują bardzo szerokie zastosowanie wszędzie tam, gdzie mowa o elektronice i pojazdach mechanicznych. Jak jednak ten niepozorny element powstaje? Co warto o nim wiedzieć?

1. Czym jest płytka drukowana?
2. Jak produkowane są płytki drukowane?
3. Do czego wykorzystuje się obwody drukowane?
4. Rodzaje obwodów drukowanych

Pierwsza płytka drukowana powstała w Stanach Zjednoczonych, a opatentowana została w drugiej połowie lat 50. XX wieku.

Czym jest płytka drukowana?

Płytki drukowane to niewielkie elementy wykonane z materiału izolacyjnego - najczęściej jest to laminat szklano-epoksydowy lub kompozytów epoksydowych i teflonu. Poszczególne tworzywa wyróżniają się wysoką odpornością mechaniczną. Obwody wyposażone są w tak zwane miedziane ścieżki, a także otwory lub końcówki montażowe.

Jak produkowane są płytki drukowane?

Jak powstają płytki drukowane? Specyfika procesu uzależniona jest od typu obwodu. Najbardziej popularny jest obwód dwuwarstwowy, którego produkcję rozpoczyna nawiercenie bardzo małych, nierzadko nie przekraczających 0,3 mm średnicy, otworów. To w nich montowane są później inne elementy, na przykład układy scalone lub rezystory. Później taki element poddawany jest odtłuszczeniu.
Na tak przygotowaną podstawę nakłada się wzór ścieżek - do tego zadania wykorzystuje się przeważnie metodę drukarską: sitodruk lub offset. Ten etap kończy wytrawianie pozwalające uzyskać pożądany wzór. Później trzeba jeszcze oczyścić element i zabezpieczyć maską przeciwlutowniczą pełniącą funkcję izolatora elektrycznego. Całość kończy nałożenie warstwy opisowej złożonej z takich elementów jak: obrysy komponentów albo napisy informacyjne. Montaż elementów także uzależniony jest od typu płytki, najczęściej wybierane jest jednak lutowanie.

Do czego wykorzystuje się obwody drukowane?

Płytki drukowane początkowo znalazły zastosowanie przede wszystkim w branży wojskowej oraz w produkcji na potrzeby kosmonautyki. Takie elementy powszechnie wykorzystywano w rozmaitych urządzeniach związanych z systemami zasilania oraz z zarządzaniem i dystrybucją energii. Obecnie obwody drukowane znaleźć można właściwie we wszystkich urządzeniach oraz układach elektronicznych pracujących w oparciu o niskie napięcia. W takim przypadku kluczowe jest dążenie do zminimalizowania poszczególnych elementów, aby całość charakteryzowała się jak najmniejszymi gabarytami. Płytki drukowane pomagają ten cel osiągnąć.
Obwody coraz częściej znajdują zastosowanie również w urządzeniach wysokoprądowych o dużej mocy. Dotyczy to bardzo wielu sektorów gospodarki, między innymi przemysłu energetycznego, motoryzacyjnego i kolejowego. To również niezbędny element przy produkcji paneli fotowoltaicznych, sprzętów spawalniczych, zasilaczy i przetwornic. Trudno wyobrazić sobie sprzęt komputerowy czy RTV bez takiej niepozornej, a jednak bardzo ważnej części.

Rodzaje obwodów drukowanych

Ze względu na budowę płytki drukowane podzielić można na kilka typów:

• obwody jednowarstwowe - wszystkie pola lutownicze i inne elementy obwodu ulokowane są na jednej warstwie. To bardzo proste konstrukcje, a zwiększenie liczby połączeń osiąga się za pomocą mostków,
• obwody dwuwarstwowe - połączenia znajdują się po dwóch stronach tej samej płytki, a sygnał przeprowadzany jest za pomocą metalizacji otworów lub przelotek,
• obwody wielowarstwowe - złożone z wielu warstw przewodzących rozdzielonych izolacją. Na częściach zewnętrznych zwykle znajdują się pola lutownicze, a na wewnętrznych - ścieżki, pola technologiczne, warstwy zasilania, uziemienie. To rozbudowane konstrukcje, które pozwalają rozmieścić gęstą sieć połączeń.