Tisková deska (PCB), také nazývaná deska s tištěnými spoji (PWB), je médium používané v elektronickém inženýrství k propojení elektronických komponentů mezi sebou. Obvykle je měděné vedení na PCB navrženo a analyzováno pomocí diagramu, nazývaného schéma, a schéma se skládá z elektronických symbolů komponentů propojených čarami. Po úspěšném vytištění měděných vodičů na desce by komponenty měly být schopny komunikovat řízeným způsobem, jakmile jsou na desku sestaveny.
Jednoduše řečeno, PCB je jen vytištěné rozložení měděných vodičů, které je připraveno k fyzickému a elektrickému propojení s komponenty. Proces připojení určených elektronických komponentů k holé PCB se nazývá montáž desky s tištěnými spoji (PCBA). V tomto článku se zaměřme na PCB!
Struktura PCB
Obvykle je velmi základní PCB plochý, pevný, izolační materiál s tenkými vodivými měděnými vrstvami pokrytými na povrchu obou stran. Během výrobního procesu bude většina mědi na povrchu odleptána, což zanechá pouze navržené schéma na povrchu. To je obvod „vytištěný“ na desce. Poté, pro vícevrstvé desky, aby různé vrstvy měly fyzické a elektrické spojení, budou muset být vyvrtány pady a průchody různých velikostí a druhů. V závislosti na počtu vrstev desky se tento proces může mnohokrát opakovat.
Standardní vícevrstvá PCB se skládá z jader, měděných vrstev, prepregu a masky na pájení na vrchní straně obou stran, zatímco jádro je sklolaminát, který dává desce tuhost, a prepreg je lepidlo, které spojuje vrstvy dohromady. Nejčastěji používaným jádrem je FR-4, které dobře funguje jako elektrický izolant a má dobrý poměr pevnosti k hmotnosti, přičemž je odolné vůči plamenům. Na povrchových vrstvách je na každé straně desky vrstva masky na pájení, která pokrývá měď, aby se zabránilo oxidaci.
Důvody pro použití více vrstev v PCB
- Snížená složitost
Více vrstev usnadňuje vedení PCB tím, že umožňuje přecházet z jedné vrstvy na druhou a dokončit cestu. Proto lze snadno navrhnout mnoho složitých obvodů. - Miniaturizace
Snížení velikosti PCB šetří mnoho zdrojů od samotné desky PCB až po obalové materiály. Také poptávka po kompaktních elektronických zařízeních zvyšuje potřebu miniaturizovaných obvodů. - Izolace napájení a země
V PCB se 4 nebo více vrstvami je napájení a země poskytována každá jednou vrstvou. To poskytuje izolaci mezi napájecími a zemními piny a tím se vyhýbá zkratu.
Navrhnout PCB
Navrhování PCB může být velmi složitá a technická práce, protože návrháři musí rozumět všem elektrickým parametrům a mít hluboké pochopení funkcí různých typů elektronických komponentů, přičemž musí být obeznámeni s pravidly a požadavky na návrh výroby PCB.
Bez ohledu na složitost a funkci obvodů musí návrháři dodržovat několik povinností:
- Navrhovat schémata
- Vybrat komponenty odpovídající návrhovým standardům
- Provést matematickou analýzu prostřednictvím simulace
- Prototypování a testování obvodu
- Dokázat, že obvod funguje pro výrobu!!!
