Trükkplaat on enamiku elektriseadmete ja elektroonikaseadmete komponent, mis toimib põhimõtteliselt juhina, aidates vooludel jõuda sinna, kuhu nad peavad minema, ja tegema seda, mida nad peavad tegema. Need plaadid toimivad põhiliselt seadme vooluringisüsteemi kaartidena. Neil on mitu soont ja auku, mille kaudu saavad voolata voolud ja kinnitada muid vooluahela elemente. Nende loomisel on vaja palju täpsust ja insenerid kulutavad tavaliselt palju aega, et tagada, et need on korralikult söövitatud ja töödeldud. Kui plaat on kokku pandud, annab see kõnealusele seadmele jõudu ja annab paljuski elu. Selle plaadiga seotud probleemid tähendavad sageli, et seade kaotab töövõime.
Põhikontseptsioon
Enamik elektroonikaseadmeid sõltub sisemisest vooluringist, et delegeerida selliseid asju nagu elektrilised jälgimis- ja toiteprobleemid erinevatele komponentidele. Tegelik teadus ja tehnika trükkplaatide taga võivad olla mõnevõrra keerulised, kuid lihtsamalt öeldes on trükkplaat omamoodi “peakorter” või “terminal”, kus kõike töödeldakse ja sorteeritakse. Eraldi vaadatuna näevad lauad sageli välja nagu õhukesed metallplaadid, millele on märgitud läikivad sooned ja söövitused. Nende suurus varieerub olenevalt kõnealusest seadmest, kuid võib olenevalt kontekstist olla nii väike kui sõrmeküüs või sama suur kui väike auto.
Kokkupanek
Trükkplaadid on elektrooniliste komponentide vundamendiks ja mehaaniliseks toeks. Üldiselt on need mittejuhtivad pinnad, kuid need on asustatud juhtivate radade, signaalijälgede ja elektrooniliste komponentidega, kuna need on kokku pandud, et võimaldada elektrivoolude liikumist. Kui plaat on kokku pandud, nimetatakse seda tavaliselt kas trükkplaadi komplektiks (PCBA) või trükkplaadiks (PCA).
Trükkplaadi kokkupanek on üks paljudest vooluahelate loomise meetoditest koos traadiga mähitud vooluahelate ja punkt-punkti ahelatega. Koostud nõuavad tavaliselt suuremat paigutust ja suuremat esialgset maksumust kui teised saadaolevad valikud, kuid need on aja jooksul kuluefektiivsemad ja pakuvad sageli ka suuremat töökindlust. Pärast trükkplaadi projekteerimisega seotud esialgsete kulude arvessevõtmist on plaadi tootmine sageli odavam ja pakub ka kiiremat suuremahulist tootmist kui muud meetodid.
Põhikomponendid
PCA-de valmistamisel kasutatavad materjalid võivad olenevalt nende kasutusviisist erineda. Tavaliselt on juhtivad kihid valmistatud õhukesest vaskfooliumist ja dielektrilised isolatsioonikihid lamineeritakse kokku epoksüvaiku abil. Sageli tekib nn tühi tahvel, kui aluspind on ühelt või mõlemalt poolt täielikult kaetud vase sidekihiga. Järgmisena rakendatakse ajutist maski, mis võimaldab mustri söövitamise teel eemaldada soovimatu vase.
Söövitusmeetodid
Enamikul juhtudel tuleb tahvli tunnussooned ja süvendid spetsiaalselt pinna sisse pressida või söövitada. Fototrükk ja siiditrükk on kaubanduslikul eesmärgil kõige levinumad söövitamise meetodid. Fotograveerimine põhineb fotomaskil ja keemilisel protsessil soovimatu vase eemaldamiseks. Söövitusprotsessides kasutatakse tavaliselt ammooniumpersulfaati, raudkloriidi või vesinikkloriidhapet soovimatute vasekihtide eemaldamiseks. Siiditrükk põhineb söövituskindlatel trükivärvidel, kaitstes selle all olevat vaskfooliumi nii, et ainult soovimatu vask söövitatakse ära. Teine võimalus on freesimine, mille jaoks on vase eemaldamiseks vaja spetsiaalset masinat.
Mõne ehitusmeetodi puhul lisatakse aluspinnale jäljed, mitte ei eemaldata sellest. Tavaliselt tehakse seda galvaniseerimise teel. Trükkplaadi valitud tootmismeetod varieerub sõltuvalt sellest, kas plaat on ühekordne või tuleb seda paljundada.
Isolaatori valimine
Plaadi kokkupanemise üks olulisemaid osi on isolatsioon, mis kaitseb plaati ülekuumenemise või signaalidega ummistumise eest. Selleks otstarbeks on saadaval erinevat tüüpi dielektrilisi materjale, sealhulgas komposiitepoksümaterjale (CEM) ja leegiaeglustavaid (FR) materjale, millest igaüks pakub sõltuvalt vooluahela nõuetest erineva isolatsiooniväärtuse. Teflon, FR-1, FR-4, CEM-1 ja CEM-3 on mõned näited dielektrikutest. PCB-de ehitamisel tavaliselt kasutatavate materjalide hulka kuuluvad fenoolpuuvillapaber (FR-2), puuvillane paber epoksiidiga (FR-3 ja CEM-1), kootud klaas epoksiidiga (FR-4) ja mattklaas polüestriga (FR-6). .