Печатная плата – панель или пластина, состоящая из одного или пары токопроводящих рисунков. Они наносятся на основание из диэлектрика. Предназначаются они для механического крепления элементов электроники и/или их электрическое соединение. Широкое применение они получили при производстве полупроводниковых приборов. Стали основой всех смартфонов, планшетов, клавиатур, ноутбуков, компьютеров, устройство беспроводной и проводной связи, мощной бытовой техники. Их устанавливают в измерительные приборы разного уровня точности и сложности, автоматизированные системы управления, устройства записи, воспроизведения и обработки мультимедиа. И под каждую сферу применения есть своя разновидность печатной платы.
Что такое печатная плата?
До появления печатных плат, применялся навесной монтаж электрокомпонентов. У этого метода был ряд существенных недостатков: большое количество проводов, низкий уровень автоматизации, длительное и трудоемкое соединение. Все они сведены к нулю в современных печатных платах. Они обеспечивают:
- высокую плотность монтажных соединений, что уменьшает габариты изделия и позволяет производить микроминиатюрные электронные устройства;
- 100% стабильность, надежность работы с повторением заявленных электрических показателей;
- возможность в одном технологическом цикле производить печатные полупроводники, экранирующие поверхности и компоненты;
- унифицированное и стандартизированное технологически-конструктивное решение;
- повышенную стойкость к механическим и внешним природным воздействиям;
- комплексную автоматизацию, сквозное проектирование, что минимизирует трудоемкость, себестоимость производственного процесса, расход материалов.
Токопроводящие рисунки, нанесенные на диэлектрическое основание, или их система, соединяются между собой в соответствии с принципиальной электрической схемой. На подготовленную поверхность монтируются пассивные и активные электронные компоненты.
Виды печатных плат
В зависимости от назначения, области применения и особенностей эксплуатации выделяют разные типы печатных плат, способные работать в различных режимах. На практике наибольшее применение получили:
- Односторонние (ОПП).
- Двусторонние (ДПП).
- Многослойные (МПП).
- Гибкие.
- Гибко-жесткие.
- Алюминиевые.
- СВЧ.
Рассмотрим более подробно каждую из этих разновидностей.
Односторонние печатные платы (ОПП)
Односторонние (однослойные) – самые простые в конструктивном плане. Они содержат медные проводники, нанесенные на одну из сторон основания. Медь отлично проводит электрический ток. Сама подложка имеет только один слой. Все элементы токопроводящего рисунка будут располагаться с одной стороны. После того как на основание нанесут медные дорожки, накладывается защитная паяльная маска. Уже поверх ее идет слой шелкографии, который и отмечает пли подписывает элементы, размещенные на плате.
Двусторонние печатные платы (ДПП)
Двусторонние (двухслойные) платы состоят из подложки, на обе стороны которой наносится токопроводящий материал. В своем большинстве используется медь и ее сплавы. Через металлизированные отверстия элементы, установленные на одну сторону, будут подключаться к тем, которые монтируются с другой стороны. Соединение схем и компонентов может выполнять не только через сквозное отверстие, но и методом поверхностного монтажа. Вторая технология сегодня применяется чаще, чем первая.
Многослойные печатные платы (МПП)
Конструктивно представляют собой сложную конструкцию из двухслойных плат. Их может быть 3 и более. Между собой многослойные печатные платы соединяются специальным клеем. Они буквально зажимаются слоями с низким коэффициентом теплопроводности, что предотвращает их повышенный нагрев в рабочем процессе и расплавление компонентов, мест монтажа. На практике наибольшее применение получили платы с количеством слоев от 4-х и до 10-ти, реже 12-ти. Но промышленность выпускала модели и с 50-ю слоями.
Гибкие печатные платы
Наряду с жестким основанием (ламинатом), при производстве используются и гибкие подложки, преимущественно на основе полиамидной пленки. Такая продукция способна изгибаться, что существенно упрощает ее установку в труднодоступных местах. Также по назначению такая печатная плата относится к гибким соединителям. Она позволяет:
- повысить плотность монтажа в электронных устройствах благодаря малой толщине и гибкости;
- снизить массу изделия ввиду своего небольшого веса;
- высокую технологичность сборки: применяются групповые, автоматизированные методики.
Гибкими могут быть как одно-, так и двух- и многослойные платы. Они изготавливаются в соответствии со стандартами IPC и IEC.
Гибко-жесткие печатные платы
Микс гибких и жестких многослойных плат. Сложные соединительные структуры в электронном оборудовании. Преимущественно, внутренние элементы структуры изготавливаются из гибкого материала, а наружные – из жесткого. Количество слоев может быть разным, 20 и более.
Алюминиевые печатные платы
Предназначаются для систем, где требуется эффективное отведение теплового потока, в частности, в светодиодных светильниках. В этой группе представлены 2 вида алюминиевых печатных плат:
- Изготовленные из алюминия с оксидированной поверхностью и слоем медной фольги. Преимущественно применяются для одностороннего или поверхностного монтажа. Сверлить отверстия в них нельзя.
- Токопроводящий рисунок наносится прямо на алюминиевую основу. Ее предварительно оксидируют на всю глубину в зависимости от рисунка токопроводящих дорожек.
СВЧ печатные платы
Еще одна разновидность – высокочастотные (ВЧ) и сверхвысокочастотные (СВЧ). Изготавливаются на фторопластовом, реже углеводородном керамическом основании. Имеют невысокую диэлектрическую проницаемость (не более 3) и минимальный из возможных тангенс диэлектрических потерь. Отличаются высокой термомеханической стабильностью.
Такое разнообразие типов позволяет легко подбирать подходящие модификации под особенности производимых товаров.