PCB-Technologie - Was ist das Grundwissen über Leiterplattendesign

Leiterplatte (PCB) ist fast in jeder Art von elektronischen Geräten vorhanden. Wenn es elektronische Teile in einem bestimmten Gerät gibt, werden sie alle auf Leiterplatten unterschiedlicher Größe montiert. Neben der Befestigung verschiedener Kleinteile besteht die Hauptfunktion der Leiterplatte darin, eine elektrische Verbindung zwischen den oberen Teilen herzustellen. Da elektronische Geräte immer komplexer werden, werden immer mehr Teile benötigt, und die Schaltungen und Teile auf der Leiterplatte werden immer dichter. Die Standard-Leiterplatte sieht so aus. Die blanke Platine (keine Teile darauf) wird auch oft als "Printed Wireing Board (PWB)" bezeichnet.

Die Bodenplatte der Platte selbst besteht aus isolierenden und wärmeisolierenden Materialien, die nicht leicht zu biegen sind. Das kleine Schaltungsmaterial, das außen zu sehen ist, ist Kupferfolie. Die Kupferfolie wurde ursprünglich auf der gesamten Platine abgedeckt, aber ein Teil davon wurde während des Herstellungsprozesses weggeätzt, und der restliche Teil wurde zu einem Netzwerk von kleinen Linien. Diese Leitungen werden Leitermuster oder Verdrahtung genannt und werden verwendet, um Schaltungsanschlüsse für Teile auf der Leiterplatte bereitzustellen.

Um die Teile auf der Leiterplatte zu befestigen, löten wir ihre Pins direkt auf die Verdrahtung. Auf der grundlegendsten Leiterplatte (Single Panel) sind die Teile auf einer Seite konzentriert und die Drähte auf der anderen Seite konzentriert. Auf diese Weise müssen wir Löcher in die Platine machen, damit die Pins durch die Platine auf die andere Seite gehen können, so dass die Pins der Teile auf die andere Seite gelötet werden. Aus diesem Grund werden die Vorder- und Rückseite der Leiterplatte Komponentenseite bzw. Lötseite genannt.

Wenn bestimmte Teile auf der Leiterplatte entfernt oder neu installiert werden müssen, nachdem die Fertigung abgeschlossen ist, wird die Buchse verwendet, wenn das Teil installiert ist. Da die Buchse direkt mit der Platine verschweißt ist, können die Teile nach Belieben demontiert und montiert werden. Was Sie unten sehen, ist der ZIF (Zero Insertion Force) Sockel, mit dem Teile (hier bezieht sich auf die CPU) einfach in den Sockel gesteckt und auch entfernt werden können. Die Befestigungsstange neben der Buchse kann sie nach dem Einsetzen des Teils fixieren.

Wenn Sie zwei Leiterplatten miteinander verbinden möchten, verwenden wir normalerweise einen Kantenverbinder, der allgemein als "goldener Finger" bekannt ist. Es gibt viele freiliegende Kupferpads an den goldenen Fingern, die tatsächlich Teil der Leiterplattenverdrahtung sind. Normalerweise stecken wir beim Anschließen die goldenen Finger auf einer Leiterplatte in den entsprechenden Schlitz auf der anderen Leiterplatte (allgemein als Expansion Slot bezeichnet). In Computern werden Displaykarten, Soundkarten oder ähnliche Schnittstellenkarten mittels goldener Finger mit dem Motherboard verbunden.

Das Grün oder Braun auf der Leiterplatte ist die Farbe der Lötmaske. Diese Schicht ist eine isolierende Schutzschicht, die den Kupferdraht aufrechterhalten und verhindern kann, dass die Teile an die falsche Mitte geschweißt werden. Eine Schicht Sieb wird auf die Lötmaske gedruckt. Normalerweise werden Wörter und Symbole (meist weiß) darauf gedruckt, um die Position jedes Teils auf dem Brett zu markieren. Die Siebdruckfläche wird auch Legendenoberfläche genannt.

Einseitige Platten

Wir haben gerade erwähnt, dass auf der grundlegendsten Leiterplatte die Teile auf einer Seite und die Drähte auf der anderen Seite konzentriert sind. Da die Drähte nur auf einer Seite vorhanden sind, nennen wir diese Art von Leiterplatte einseitig (einseitig). Da einseitige Leiterplatten viele strenge Einschränkungen für das Design der Schaltung haben (weil nur eine Seite, die Verdrahtung nicht durchsetzt werden kann und einen separaten Pfad durchlaufen muss), verwenden nur frühe Schaltungen diese Art von Leiterplatte.

Doppelseitige Platten

Diese Art von Leiterplatte hat Verdrahtung auf beiden Seiten. Um Drähte auf beiden Seiten zu verwenden, müssen Sie jedoch eine ordnungsgemäße Schaltungsverbindung zwischen den beiden Seiten haben. Diese Art von "Brücke" zwischen Schaltungen wird als Via bezeichnet. Ein Durchgang ist ein kleines Loch auf der Leiterplatte gefüllt oder mit Metall beschichtet, das beidseitig mit den Drähten verbunden werden kann. Da die Fläche der doppelseitigen Platine doppelt so groß ist wie die der einseitigen Platine und weil die Verdrahtung verflochten sein kann (zur anderen Seite gewickelt werden kann), ist sie für den Einsatz in Schaltungen geeignet, die komplizierter sind als die einseitige Platine.

Mehrschichtplatten

Um die verdrahtete Fläche zu vergrößern, verwenden Mehrschichtplatinen mehr ein- oder doppelseitige Verdrahtungsplatinen. Die Mehrschichtplatte verwendet mehrere doppelseitige Platten, und eine Isolierschicht wird zwischen jede Platte gelegt und dann geklebt (eingepresst). Die Anzahl der Schichten der Platine bedeutet, dass es mehrere unabhängige Verdrahtungsschichten gibt. Normalerweise ist die Anzahl der Schichten gleichmäßig und enthält die beiden äußersten Schichten. Die meisten Motherboards sind mit 4- bis 8-Lagen konstruiert, aber technisch ist es möglich, fast 100-Lagen Leiterplatten zu erreichen. Große Supercomputer verwenden meist sehr mehrschichtige Motherboards. Da diese Arten von Computern jedoch durch Cluster vieler gewöhnlicher Computer ersetzt werden konnten, wurden Supermultilayer-Boards langsam nicht verwendet. Da die Schichten in der Leiterplatte dicht voneinander getrennt sind, ist es nicht einfach, die tatsächliche Anzahl zu sehen, aber wenn Sie sich das Motherboard sorgfältig ansehen, können Sie es möglicherweise sehen.