Печатные платы являются основой большинства электронных устройств. Они есть во всех устройствах от телефона до компьютера, но что же такое печатная плата?
Давайте рассмотрим многочисленные функции этого сложного элемента технологии и причины его важности.
Что это такое
Печатная плата, или сокращенно ПП, это электронная плата с вмонтированными в нее металлическими цепями, соединяющими различные компоненты устройства. Она состоит из слоев, которые вытравливаются по отдельности, а затем ламинируются вместе, образуя узоры, называемые трассами.
По этим трассам сигналы проходят через плату и переносят информацию между различными частями схемы. Платы имеют различные формы и размеры в зависимости от того, для чего они будут использоваться: в некоторых из них просверлены отверстия, а в других могут потребоваться только небольшие площадки для подключения компонентов.
Электроника, собранная на печатной плате, подключается к ней с помощью паяльных площадок, которые бывают двух видов со сквозными отверстиями и для поверхностного монтажа. К сквозным относятся компоненты, у которых провода или выводы проходят через отверстия, просверленные в печатной плате, а устройства поверхностного монтажа, как правило, SMD, крепятся поверх площадки расплавленным припоем. Оба способа соединения компонентов имеют свои плюсы и минусы, но в основном сквозные отверстия становятся все менее распространенными из-за своих размеров и веса, в то время как SMD-устройства становятся все более популярными, поскольку они меньше и быстрее.
Типы плат
Если вы ищете печатную плату для своего будущего проекта, то у вас есть множество вариантов. Существуют гибкие и жесткие печатные платы, однослойные и многослойные платы. А также различные материалы, такие как FR4, представляющий собой стеклоэпоксидный ламинат, или CEM.
Их можно получить через поставщиков услуг по разработке печатных плат и их сборке, которые смонтируют необходимые электронные компоненты на печатной плате. Эти поставщики имеют различные специализации, например, в области встраиваемых систем, датчиков или беспроводных технологий.
Гибкие печатные платы
Они изготавливаются из силикона или полиимида и могут сгибаться под острыми углами, не ломаясь.
Они бывают двух типов: жестко-гибкие, представляющие собой комбинацию жестких и гибких печатных плат, и складные, которые можно сложить пополам и не сломать.
Однослойные и многослойные платы
Толщина платы также может быть различной: некоторые платы имеют всего один слой, в то время как другие могут иметь до 16 слоев. Чем больше слоев в плате, тем сложнее она устроена.
Но вместе с этим возрастает и функциональность. Однослойные платы используются для простых устройств, а многослойные для более сложных.
Для чего используются печатные платы
Практически каждое электронное устройство, о котором вы можете подумать, содержит как минимум одну печатную плату. Телефоны, компьютеры, планшеты, телевизоры, автомобили и прочее.
Основная функция печатной платы заключается в соединении различных компонентов устройства и обеспечении связи между ними.
Например, в вашем телефоне есть печатная плата, которая соединяет экран, кнопки и микросхемы на задней панели. Без данной платы эти компоненты не смогли бы взаимодействовать друг с другом, и телефон перестал бы функционировать.
Печатные платы также играют важную роль в защите этих компонентов от повреждений. Размещая их на плате и экранируя металлическими слоями, вы создаете клетку Фарадея, которая защищает их от внешних помех, таких как электромагнитное излучение.
Преимущества печатных плат
Прежде всего, они позволяют уменьшить размеры изделий и сделать их более портативными.
Микросхемы на печатной плате занимают гораздо меньше места, чем отдельные компоненты, поэтому в итоге изделие получается гораздо компактнее. Это также облегчает сборку различных частей схемы и прокладку трасс в нужных местах.
Они очень прочны и долговечны, способны выдерживать значительные воздействия, такие как тепло, влага или даже физическая сила, не разрушаясь при этом. Это делает их идеальными для использования в местах, опасных для электроники, например, под капотом автомобиля, где они подвергаются воздействию масла и воды. Способность плат противостоять этим воздействиям очень важна для обеспечения их нормальной работы, особенно если речь идет о таких критически важных элементах, как тормозная система.
В-третьих, они чрезвычайно безопасны. Микросхемы на печатной плате изолированы таким образом, что прикоснуться к двум контактам одновременно голой кожей практически невозможно. Это исключает вероятность получения удара током от устройства.
В-четвертых, печатные платы очень эффективны и экономичны. Они позволяют создавать устройства с меньшим количеством компонентов, что, в свою очередь, снижает затраты как для вас, так и для вашего предприятия.
Наконец, печатные платы легко ремонтировать и перерабатывать. Если на плате выходит из строя какой-либо компонент, его обычно гораздо проще починить, чем если бы он находился в другом месте схемы. А когда срок службы платы подходит к концу, ее можно утилизировать без каких-либо негативных последствий для окружающей среды.
Обеспечивают охлаждение устройств
Еще одной важной функцией печатных плат является их способность к охлаждению. Все компоненты схемы выделяют тепло, и это может привести к повреждению устройства, если не принять меры. Металлические слои печатной платы отражают и отводят тепло от компонентов, которые его выделяют.
Таким образом, предотвращается перегрев и обеспечивается бесперебойная работа устройства в течение длительного времени. Перегрев одна из основных причин выхода из строя электроники, поэтому, сохраняя ее в прохладном состоянии, вы увеличиваете срок службы своего устройства.
Однако, несмотря на то что металлические слои обеспечивают охлаждение, они также затрудняют эффективный отвод тепла от внутренних частей устройства. Это связано с тем, что металлические слои выступают в качестве изолятора, препятствуя отводу тепла наружу.
Существуют способы решения этой проблемы, например, с помощью тепловых проходов (соединение двух или более металлических слоев с помощью проводящего материала), но это не всегда возможно реализовать.
Без печатных плат наши устройства не могли бы функционировать. Они необходимы для соединения различных компонентов и обеспечения связи между ними. Кроме того, печатные платы помогают защитить эти компоненты от повреждений и помех.
В мире, где все становится все более и более электронным, очень важно иметь такой компонент, как печатная плата, который может соответствовать требованиям.
Поэтому в следующий раз, когда вы будете пользоваться своим телефоном или компьютером, подумайте о скрытой печатной плате, которая делает все это возможным!
