Для чего используют печатные платы?
Обновлено: 3 июн. 2020 г.
Использование печатных плат как инструмента монтажа сложных электронных приборов, принцип действия печатной платы и метод её изготовления.
Предназначение и конструкция печатных плат
Если открыть корпус компьютера, телевизора или любого другого электронного прибора, внутри всегда можно увидеть микросхемы, полупроводниковые элементы, резисторы и конденсаторы. Все они закрепляются на так называемых печатных платах, сделанных из текстолита или гетинакса. Без этих тонких пластинок едва ли можно было бы сконструировать современную бытовую технику. Правильно выполненный монтаж печатной платы обеспечивает прочное и надёжное соединение всех элементов схемы электронного устройства и делает его достаточно компактным.
Принцип действия
Обеспечить энергией обычную лампочку можно, проложив от неё провода к батарее. В XIX веке, когда электроприборы были крайне простыми, этот несложный подход использовался повсюду. Тем не менее уже при создании первых моделей телефонов разработчики столкнулись со всеми недостатками подобной методики. Сложный набор проводов сложно «впихнуть» в маленький объём и еще труднее их при этом правильно присоединять, не создавая при этом случайных замыканий. Кроме того, такой монтаж не обеспечивает достаточной жёсткости конструкции.
Так родилась идея о том, что элементы принципиальной схемы можно разместить на едином основании, по поверхности которого проложены токопроводящие дорожки. Первые образцы печатных плат представляли собой аппликации из бронзовой фольги, которую наклеивали на пропитанную парафином бумагу. Уже тогда стало понятно, что отныне наряду с принципиальной электронной схемой любого устройства требуется и отдельно разработанная монтажная.
Методика изготовления
Для создания печатных плат сегодня используется два основных метода – аддитивный и субтрактивный. Первый из них заключается в нанесении токопроводящего состава (например, на основе графита) на полимерную основу. Этот способ позволяет получать гибкие печатные платы.
Субтрактивный метод подразумевает создание сложного рисунка путем удаления с поверхности «заготовки» ненужных элементов. Такой подход широко применяется в полиграфии, поэтому плату и назвали печатной. Изготовление её происходит следующим образом:
Пластинку из диэлектрика (текстолита или гетинакса) покрывают токопроводящим слоем.
В соответствии с монтажной схемой в основании сверлятся отверстия под установку элементов. Затем при помощи специального защитного состава наносится рисунок контактных дорожек.
Пластинку погружают в ванну, заполненную жидкостью, растворяющей материал токопроводящего слоя.
После истечения времени травления готовое изделие извлекают из ванны и просушивают.
Разумеется, это лишь упрощенное описание технологического процесса. Современное производство печатных плат намного сложнее. Они могут быть многослойными, с микропереходами, с усиленными контактными отверстиями и многими другими усовершенствованиями.