In de elektronica-industrie bestaat er een sleutelcomponent genaamd PCB (Printed Circuit Board), die in het Chinees printplaat wordt genoemd. Dit is een fundamenteel onderdeel dat het voor veel mensen moeilijk maakt om uit te leggen wat een PCB is. In dit artikel wordt uitgebreid uitleg gegeven over de samenstelling van PCB’s en enkele veelgebruikte termen op het gebied van PCB’s.
Op de volgende pagina's bespreken we de samenstelling van PCB-bemonstering, printplaatfabrieken en printplaatfabrieken, inclusief enkele terminologie, korte assemblagemethoden en een inleiding tot het PCB-ontwerpproces.
Printplaat/printplaat/PCB
PCB (Printed Circuit Board) is de meest voorkomende term, ook wel bekend als "printedcircuitboards" of "printedcircuitcards". Vóór de opkomst van PCB's bestonden circuits uit punt-tot-punt-bedrading. De betrouwbaarheid van deze methode is erg laag, omdat naarmate het circuit ouder wordt, het breken van het circuit kan leiden tot een open circuit of kortsluiting bij de circuitknooppunten.
Naarmate de elektronica-industrie evolueert van vacuümbuizen en relais naar siliciumhalfgeleiders en geïntegreerde schakelingen, neemt de omvang van elektronische componenten af en dalen ook de prijzen. Elektronische producten verschijnen steeds vaker op consumentengebied, waardoor fabrikanten op zoek gaan naar kleinere en kosteneffectievere oplossingen. Zo werd PCB geboren.
PCB ziet eruit als een meerlaagse cake of lasagne: lagen van verschillende materialen worden tijdens de productie door hitte en lijm samengedrukt.
FR4 glasvezelplaat
Grot bord
Goedkope PCB's en gatenplaten (zie hierboven) zijn gemaakt van materialen zoals epoxyhars of fenol en missen de duurzaamheid van FR4-glasvezelplaten, maar ze zijn veel goedkoper. Als je iets op dit type printplaat las, ruik je een sterke geur. Dit type substraat wordt vaak gebruikt in goedkope consumptiegoederen. Fenolische stoffen hebben een lagere thermische ontledingstemperatuur en een te lange lastijd kan leiden tot ontleding en carbonisatie, en onaangename geuren afgeven.
De volgende introductie is een zeer dunne koperfolielaag, die tijdens de productie door hitte en lijm op het substraat wordt gedrukt. Bij dubbelzijdige printplaten wordt aan beide zijden van het substraat koperfolie geperst. In sommige goedkope situaties mag koperfolie slechts aan één zijde van het substraat worden gedrukt. Als we het hebben over ‘dubbelzijdig karton’ of ‘tweelaags karton’, bedoelen we dat er op onze duizend lagen twee lagen koperfolie zitten. Bij verschillende PCB-printplaatontwerpen kan het aantal koperfolielagen uiteraard slechts één laag zijn, of meer dan 16 lagen.
Er zijn veel soorten diktes voor koperlagen op PCB-printplaten, en deze worden gemeten in gewicht. Over het algemeen is koper gelijkmatig bedekt met een gewicht van één vierkante voet (ounce oz). De meeste PCB's hebben een koperdikte van 1oz (1oz=35um), maar sommige krachtige PCB-printplaten kunnen een koperdikte van 2oz of 3oz gebruiken. Converteer ounces (oz) per vierkante voet naar ongeveer 35um of 1,4mil koperdikte.
Soldeer masker
Boven de koperlaag bevindt zich de soldeermaskerlaag. Deze laag zorgt ervoor dat de printplaat van de print groen oogt. De soldeermaskerlaag bedekt de bedrading boven de koperlaag en voorkomt dat de bedrading op de printplaat in contact komt met andere metalen, soldeer of andere geleidende voorwerpen, wat tot kortsluiting kan leiden. Door de aanwezigheid van een soldeermaskerlaag kan iedereen op de juiste plek lassen en wordt soldeeroverbrugging voorkomen.
Dubbelzijdige, tingespoten printplaat
In het bovenstaande voorbeeld kunnen we zien dat het soldeermasker het grootste deel van de PCB bedekt (inclusief de bedrading), maar zilveren gatenringen en SMD-pads blootlegt voor eenvoudig solderen.
Over het algemeen is weerstandslassen groen, maar voor weerstandslassen kunnen bijna alle kleuren worden gebruikt. De meeste borden van SparkFun zijn rood, maar het IOIO-bord is wit en het LilyPad-bord is paars.
Boven de soldeermaskerlaag bevindt zich een witte zeefdruklaag. Het afdrukken van letters, cijfers en symbolen op de zeefdruklaag van PCB-proofing kan de montage vergemakkelijken en iedereen helpen het ontwerp van het bord beter te begrijpen. Vaak gebruiken we symbolen op de zeefdruklaag om de functies van bepaalde pinnen of LED’s aan te geven.
De meest voorkomende kleur van de zeefdruklaag is wit, en op dezelfde manier kan de zeefdruklaag in vrijwel elke kleur worden gemaakt. Zwarte, grijze, rode en zelfs gele zeefdruklagen zijn niet ongewoon. Het komt echter zelden voor dat u meerdere zeefdruklaagkleuren op één bord ziet.