Почему печатную плату называют «авианосцем»?

CONTENTS

Печатная плата служит источником электрических соединений для электронных компонентов. Её история насчитывает более 100 лет; её конструкция в основном представляет собой топологию; главное преимущество использования печатных плат заключается в значительном снижении количества ошибок при монтаже и сборке, повышении уровня автоматизации и производительности труда на производстве.

Печатная плата[^1] является важным электронным компонентом и служит основой для электронных компонентов[^2]. Благодаря своей важной роли в области электронных компонентов её многие называют «электронным авианосцем».

Сейчас печатные схемы используются в средствах связи, компьютерах и практически во всех других электронных изделиях. Развитие и совершенствование технологии печатных схем создало условия для изобретения, изменившего облик мира, — появления интегральных схем[^3]. С развитием науки и техники печатные платы широко используются в военной сфере, связи, медицине, электроэнергетике, автомобилестроении, промышленной автоматике, смартфонах, носимых устройствах и других высокотехнологичных областях.

Как была изобретена печатная схема?

Изобретателем печатной схемы является Пауль Эйслер из Австрии. Эйслер — инженер-электрик, изучавший технологию печати. При изготовлении печатной платы он нарисовал схему электроники, имитируя метод изготовления печатных форм в полиграфии, а затем вытравил её на изоляционной плате из медной фольги. Ненужная медная фольга была вытравлена, оставив только токопроводящую цепь. Таким образом, электронные компоненты были соединены через цепь, образованную медной фольгой. В 1936 году Эйслер успешно собрал радиоприёмник, используя этот метод.

Изобретение Эйслера было высоко оценено американскими военными, поэтому печатная схема была впервые использована в неконтактном взрывателе. Неконтактный взрыватель — это радиовзрыватель, изобретённый американским физиком Ван Алленом во время Второй мировой войны. Он устанавливается на зенитных снарядах и при срабатывании излучает радиоволны. Как только цель попадает в зону поражения, отражённые радиоволны могут детонировать снаряды. Для этого взрывателя требуется компактное размещение множества электронных компонентов в очень маленьком устройстве, поэтому используется печатная плата. Зенитные снаряды, оснащенные неконтактными взрывателями, использовавшиеся союзниками, нанесли сокрушительный удар по немецким самолетам, и с тех пор печатные схемы стали известны всему миру.

Почему печатные схемы так важны?

Преимущество печатных схем заключается в том, что нет необходимости снова и снова паять печатную плату, что исключает множество сложных ручных операций по монтажу проводов, и позволяет добиться высокой точности, значительно повышая эффективность производства, стабильность и рентабельность печатных плат. Полиграфическая промышленность позволяет уменьшать большие изображения для изготовления печатных форм, а печатные схемы также позволяют уменьшать электронные схемы для изготовления печатных форм, тем самым подготавливая условия для производства интегральных схем. Сегодня все компьютеры и все электронные изделия используют печатные схемы.

Печатные схемы — это электронные схемы, которые соединяют электронные компоненты друг с другом путем травления или нанесения фоточувствительных проводниковых рисунков на изолирующую подложку с помощью печати. Уже сейчас автоматический плоттер позволяет быстро наносить проводники непосредственно на стеклянную пластину для изготовления печатных форм, а затем распечатывать их. Печатные схемы упрощают и облегчают массовое производство электронного оборудования, обеспечивая стабильное качество, стабильность характеристик и компактность конструкции. Без печатных схем электронное оборудование, начиная с 1950-х годов, не достигло бы столь значительного прогресса.

История печатных плат насчитывает более 60 лет с момента их изобретения. История показывает, что без печатных плат и электронных схем авиация, транспорт, атомная энергетика, компьютеры, космонавтика, связь, бытовая техника и т. д. – всё это было бы невозможно.

Причина легко понятна. Микросхемы, интегральные схемы и интегральные схемы – основа электронной информационной промышленности. Полупроводниковые технологии отражают уровень модернизации промышленности страны и определяют развитие электронной информационной промышленности. Электрические соединения и сборка полупроводников (интегральных схем, ИС) должны осуществляться на печатных платах.

Какие существуют типы печатных плат?

По количеству слоёв печатную плату можно разделить на односторонние платы[^4], двусторонние платы[^5], четырёхслойные платы, шестислойные платы и другие многослойные платы.

Что такое односторонняя плата?

На самой простой печатной плате компоненты сосредоточены на одной стороне, а провода — на другой. Поскольку провода расположены только с одной стороны, такой тип печатной платы называется односторонней. Поскольку односторонние платы имеют множество строгих ограничений на проектирование схем (из-за наличия только одной стороны, проводники не могут пересекаться и должны проходить по отдельному пути), только ранние печатные платы использовали этот тип платы.

Каковы характеристики двухсторонних плат?

У такой печатной платы проводники расположены с обеих сторон, но для использования проводов с обеих сторон необходимо соответствующее соединение схем. Этот «мост» между схемами называется переходным отверстием (via). Переходное отверстие — это небольшое отверстие на печатной плате, заполненное или покрытое металлом, которое может быть подключено к проводам с обеих сторон. Поскольку площадь двухсторонней платы вдвое больше площади односторонней, двусторонняя плата решает проблему переплетения проводников в односторонней плате (проводники могут проходить через переходное отверстие на другую сторону) и лучше подходит для использования в более сложных схемах, чем односторонняя плата.

Каковы преимущества многослойных плат?

Создание многослойной печатной платы

Чтобы увеличить площадь для разводки, многослойные платы[^6] используют больше плат с односторонним или двусторонним монтажом. Печатная плата с одной двусторонней платой в качестве внутреннего слоя и двумя односторонними платами в качестве внешнего слоя, или две двусторонние платы в качестве внутреннего слоя и две односторонние платы в качестве внешнего слоя, поочередно соединяются с помощью системы позиционирования и изолирующих клеевых материалов, а проводящие рисунки соединяются между собой в соответствии с требованиями конструкции. Печатная плата становится четырехслойной или шестислойной печатной платой, также известной как многослойная печатная плата. Количество слоев платы не означает, что есть несколько независимых слоев проводников. В особых случаях будут добавлены пустые слои для контроля толщины платы. Обычно количество слоев является четным числом и включает два самых крайних слоя. Большинство материнских плат имеют структуру от 4 до 8 слоев, но технически возможно получить печатную плату с почти 100 слоями. В больших суперкомпьютерах в основном используются материнские платы с большим количеством слоёв, но поскольку такие компьютеры могут быть заменены кластерами из множества обычных компьютеров, супермногослойные платы постепенно уходят в небытие. Поскольку слои на печатной плате плотно объединены, обычно сложно увидеть их фактическое количество, но если внимательно присмотреться к материнской плате, то их всё равно можно увидеть.

Компоненты, используемые в многослойных платах, в основном представляют собой компоненты для поверхностного монтажа[^7], которые обладают следующими характеристиками:

  1. При использовании совместно с интегральными схемами вся машина может быть миниатюризирована и её вес может быть уменьшен;

  2. Повышается плотность разводки, уменьшается расстояние между компонентами и сокращается путь передачи сигнала;

  3. Уменьшается количество точек пайки компонентов, снижается интенсивность отказов;

  4. Добавляется экранирующий слой, что снижает искажение сигнала в схеме;

  5. Внедрение слоя теплоотвода может снизить локальный перегрев и повысить надежность всего устройства.


[^1]: Понимание печатных плат критически важно для понимания современной электроники и её применения.

[^2]: Изучите различные электронные компоненты, из которых состоят устройства, и их функции.

[^3]: Узнайте о значении интегральных схем в современных технологиях и их влиянии.

[^4]: Узнайте о базовой структуре и ограничениях односторонних печатных плат.

[^5]: Изучите преимущества двусторонних плат в сложных схемах.

[^6]: Узнайте, как многослойные платы повышают ёмкость разводки и производительность устройств.

[^7]: Узнайте о преимуществах использования компонентов поверхностного монтажа в современных печатных платах.

Share it :

Send Us A Message

The more detailed you fill out, the faster we can move to the next step.

Get in touch

Where Are We?

Factory Address

Industrial Park, No. 438, Shajing Donghuan Road, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong, China

Head Office Address

Floor 4, Zhihui Creative Building, No.2005 Xihuan Road, Shajing, Baoan District, Shenzhen, China

HK Office Address

ROOM A1-13,FLOOR 3,YEE LIM INDUSTRIAL CENTRE 2-28 KWAI LOK STREET, KWAI CHUNG HK,CHINA

Let's Talk

Phone : +86 400 878 3488

Send Us A Message

The more detailed you fill out, the faster we can move to the next step.

Microchip Removal