Płytki drukowane nazywane inaczej obwodami drukowanymi lub płytkami PCB to elementy, bez których nie istniałyby lodówki, telewizory, telefony, komputery, grające zabawki, samochody czy nowoczesne maszyny diagnostyczne wykorzystywane w medycynie. Działanie wszystkich tych urządzeń opiera się na płytkach drukowanych. Jak powstają takie obwody i co warto o nich wiedzieć?
Płytki drukowane to cienkie płyty wykonane z materiału nieprzewodzącego np. włókna szklanego lub kompozytu epoksydowego, na których montuje się komponenty takie jak rezystory, tranzystory, diody, oporniki czy kondensatory. Gotowe produkty nazywa się płytkami drukowanymi PCB lub zespołami obwodów drukowanych.
Jak wygląda produkcja płytek PCB?
Drukowanie płytek PCB to proces, który składa się z wielu etapów. Obwody poddaje się obróbce mechanicznej i chemicznej, a przed zakończeniem produkcji – kontroli elektronicznej oraz optycznej. Pierwszym etapem jest stworzenie plików CAD na podstawie dokumentów dostarczonych przez klienta. Kolejno przygotowuje się laminat, czyli wspomnianą płytkę – uniwersalna płytka PCB powinna mieć odpowiednią grubość, wielkość i właściwie nawiercone otwory, jeżeli te będą wykorzystywane przy montażu. Obwody drukowane następnie pokrywane są warstwą ochronną przed trawieniem i środkiem trawiącym. Bez względu na to, czy produkuje się płytki prototypowe PCB, czy te właściwe, które mają trafić do urządzeń klienta, w kolejnym etapie nakłada się soldermaskę i utrwala ją, wykorzystując promieniowanie UV. Po tym płytka uniwersalna PCB poddawana jest cynowaniu, tworzy się warstwę opisową, frezuje i rycluje obwód, a następnie czyści go.
Tak przygotowana płytka PCB przechodzi przez testy elektroniczne, w ramach których sprawdza się obwód pod kątem zwarć oraz przerw w ścieżkach, a także testy optyczne (AOI) porównujące rozmieszczenie komponentów na gotowej płytce z projektem.
Czasami na prośbę klienta wykonuje się również testy funkcjonalne – sprawdza się działanie podzespołu albo gotowego urządzenia po zamontowaniu płytki oraz badanie czystości jonowej na obecność elektrolitów przyczyniających się do elektromigracji.
Czym jest płytka PCB uniwersalna? Jakie parametry charakteryzują obwody drukowane? Które punkty uznawane są za krytyczne w produkcji PCB? Na te pytania odpowiada doświadczony producent płytek drukowanych: https://printor.pl/plytka-pcb-co-to-jest/
Rodzaje montażu na płytkach PCB
Elementy płytki drukowanej – wspomniane komponenty – mogą być umieszczane na płytce metodą automatyczną albo ręczną inaczej przewlekaną. Jeżeli wykorzystuje się metodę automatyczną SMT obwody pokrywa się w wyznaczonych miejscach pastą lutowniczą, a następnie rozkłada na nich elementy elektroniczne po jednej lub po obu stronach płytki. Kolejno całość wkłada się do pieca lutowniczego, w którym z pasty powstaje spoiwo lutownicze. W trakcie studzenia dochodzi do krzepnięcia spoiwa i wytworzenia połączenia lutowniczego. Ta metoda jest bardzo dokładna i pozwala na stworzenie miniaturowych obwodów w stosunkowo krótkim czasie.
Przy metodzie przewlekanej THT przez otwory w płytce przekłada się nóżki elementów elektronicznych. Następnie przylutowuje się je do powierzchni płytki i odcina nadmiar. W porównaniu do montażu SMT montaż THT umożliwia produkcję większych obwodów i jest bardziej czasochłonny.
