Περιεχόμενο
Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα έχουν συστατικά όπως αντιστάσεις, πυκνωτές, τρανζίστορ και ολοκληρωμένα κυκλώματα που συνδέονται μεταξύ τους για να κάνουν τα προϊόντα τόσο απλά όσο ένα κουδούνι ή τόσο περίπλοκο όσο ένας υπολογιστής.
Τα πρώτα κυκλώματα συναρμολογήθηκαν με το χέρι, μια κουραστική μέθοδο που, σε μία μορφή, αφορούσε τη χειροκίνητη κοπή, κοπή και συγκόλληση πολυάριθμων χαλαρών ατομικών συρμάτων. Η κατασκευή με αυτόν τον τρόπο ήταν αργή και επιρρεπή σε σφάλματα. Επιπλέον, η τοποθέτηση καλωδίων ποικίλλει από τεχνικό σε τεχνικό, προκαλώντας δυσκολίες στον έλεγχο της εργασίας ή τη διόρθωση λαθών.
Η εφεύρεση της πλακέτας ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, που ονομάζεται επίσης PC board ή PCB, οδήγησε σε ταχύτερη και ευκολότερη ηλεκτρονική συναρμολόγηση και επέτρεψε τη δημιουργία κυκλωμάτων με εκατοντάδες εξαρτήματα - αδύνατη με χειροκίνητη εργασία.
Το τυπικό PCB είναι κατασκευασμένο με μια εποξειδική πλακέτα από fiberglass και αντικαθιστά τα καλώδια με "ίχνη" φωτογραφικά εκτυπωμένα και έπειτα χημικά χαραγμένα σε στρώματα χαλκού. Το αποτέλεσμα είναι ένα μοτίβο αγώγιμων γραμμών που είναι ασφαλώς συνδεδεμένο με τον πίνακα και συνδέει ηλεκτρονικά εξαρτήματα ακριβώς όπως τα καλώδια.
Τύποι PCB
Πολλοί τύποι PCB έχουν αναπτυχθεί για διάφορους σκοπούς. Ένα φθηνό παιχνίδι μπορεί να χρησιμοποιήσει α μονόπλευρη δεδομένου ότι τα λίγα εξαρτήματα και ο μικρός αριθμός ιχνών θα ταιριάζουν στη μία πλευρά. Ένα μεγαλύτερο κύκλωμα μπορεί να χρειαστεί ένα διπλής όψης PCB, το οποίο απαιτεί ίχνη και στις δύο πλευρές για να κάνουν όλες τις απαραίτητες συνδέσεις.
Ακόμα πιο σύνθετα κυκλώματα απαιτούν επιπλέον στρώματα. ΕΝΑ τεσσάρων στρωμάτων Το PCB έχει δύο εσωτερικά στρώματα, συνήθως για γείωση και ηλεκτρικές συνδέσεις με εξαρτήματα, αφήνοντας τα δύο εξωτερικά στρώματα για την καλωδίωση μεταξύ των εξαρτημάτων. Στην περίπτωση αυτή, τα εσωτερικά στρώματα είναι πλατιά επίπεδα χαλκού για κατανομή ισχύος υψηλής ποιότητας και ανώτερη θωράκιση έναντι των πλεονεκτημάτων PCB που διαφέρουν από το θόρυβο έναντι των χεριών με συρματόσχοινα.
Οι υπολογιστές γραφείου και οι φορητοί υπολογιστές διαθέτουν πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα με χιλιάδες συνδέσεις μεταξύ τους. Χρειάζονται α πολυστρωματικό ed κύκλωμα, το οποίο μπορεί να έχει πάνω από 40 στρώματα και ίχνη τόσο λεπτό όσο μια ανθρώπινη τρίχα. Αυτός ο τύπος πλακέτας PCB επιτρέπει σε ένα μεγάλο, πολύπλοκο κύκλωμα να καταλαμβάνει μια μικρή περιοχή.
Αν και οι περισσότερες πλακέτες κυκλωμάτων είναι κατασκευασμένες από εποξειδικές ίνες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν άλλα υλικά όπως το φαινολικό χαρτί ή το τεφλόν, για να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις του προϊόντος. Τα τυπικά PCB είναι άκαμπτα, αλλά μπορούν επίσης να κατασκευαστούν από λεπτά φύλλα πλαστικών ανθεκτικών στη θερμοκρασία, τα οποία μπορούν να διπλωθούν για να χωρέσουν σε μικρούς ή ασυνήθιστους χώρους.
Σχεδιασμός και κατασκευή ενός PCB
Οι μηχανικοί σχεδιάζουν τώρα PCBs με υπολογιστές, οι οποίοι συμβάλλουν στη δημιουργία και τον έλεγχο της διάταξης των εξαρτημάτων και στη δρομολόγηση των ιχνών μεταξύ τους. Ο τελικός σχεδιασμός μπορεί στη συνέχεια να μεταδοθεί ψηφιακά σε μια εταιρεία που ειδικεύεται στην κατασκευή του σκάφους.
Επειδή μπορούν να παραχθούν μαζικά σε υψηλή ταχύτητα, οι πλακέτες ηλεκτρονικών κυκλωμάτων κοστίζουν πολύ λιγότερο από μια αντίστοιχη χειροκίνητη πλακέτα. Σε αντίθεση με τις χάρτινες συρμάτινες σανίδες, τα μηχανήματα μπορούν να εγκαταστήσουν γρήγορα εξαρτήματα σε ένα PCB και να τα συγκολλήσουν όλα με τη μία.
Πρόσθετα πλεονεκτήματα PCB
ed με τεχνολογία κυκλωμάτων, με συνδέσεις υψηλής πυκνότητας και λεπτά ίχνη, επιτρέπει τη χρήση μικρότερων και μικρότερων ηλεκτρονικών συσκευών για όλο και πιο συμπαγή προϊόντα. Στο άκρο της, τα παθητικά εξαρτήματα όπως οι αντιστάσεις είναι μόλις μεγαλύτερα από τους κόκκους άμμου. τα ολοκληρωμένα κυκλώματα μπορεί να έχουν εκατό συνδέσεις συσκευασμένες σε ένα χώρο με μέγεθος ενός νήματος.
Επειδή τα PCB μαζικής παραγωγής του ίδιου σχεδιασμού είναι πανομοιότυπα, μπορούν να δοκιμαστούν εύκολα για τη διάγνωση και την επιδιόρθωση προβλημάτων. Τα PCB έχουν σαφώς καθορισμένα ίχνη και εξαρτήματα που επισημαίνονται στην επιφάνεια του πίνακα, και τα δύο σημαντικά βοηθήματα στους τεχνικούς των υπηρεσιών.
Με την παροχή μιας σταθερής βάσης για τα εξαρτήματα και την εξάλειψη της μεταβλητότητας που προκαλείται από τη χειροκίνητη καλωδίωση, οι πλακέτες ηλεκτρονικών κυκλωμάτων έχουν αυξήσει σημαντικά την αξιοπιστία των ηλεκτρονικών προϊόντων.
Τα εξαρτήματα δεν κινούνται όταν το σκάφος κουνιέται, το οποίο είναι σημαντικό για τα PCB σε οχήματα όπως τα αυτοκίνητα ή τα διαστημόπλοια. Τα εξαρτήματα μπορούν να τοποθετηθούν κατά τρόπο που να μειώνει την ανάκτηση των ηλεκτρονικών παρεμβολών μεταξύ τους ή από εξωτερικές πηγές. Η συνεπή τοποθέτηση εξαρτημάτων και ιχνών σημαίνει σταθερή απόδοση, κρίσιμη για όλες τις πολύπλοκες σύγχρονες συσκευές μας, από smartphones έως φορητούς υπολογιστές.