Leiterplatte Blog - Woraus bestehen Leiterplatten?

Das Hauptmaterial einer Leiterplatte ist ein nicht leitendes Grundmaterial, in der Regel ein Zellulosesubstrat, das durch Laminieren isolierender Glasfasergewebe hergestellt wird. Dieses Substrat wird FR-4 genannt, auch bekannt als Flammschutzmittel 4. FR-4 Material hat eine gute Isolierung, mechanische Festigkeit und Stabilität, die die Bedürfnisse der meisten elektronischen Produkte erfüllen kann.

Woraus bestehen die Leiterplatten?

Erstens ist der Hauptkörper der Leiterplatte das Substrat. Ein Substrat ist eine flache Platte, die normalerweise aus Materialien wie Glasfaser, Kunststoff oder Keramik besteht und mit Kupferfolie bedeckt ist. Die Hauptfunktion der Kupferfolie besteht darin, elektrische Verbindungen bereitzustellen, die verschiedene elektronische Komponenten verbinden. Form und Position der Kupferfolie werden in der Regel anhand von Konstruktionsanforderungen bestimmt.

Zweitens sind die elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte eine weitere wichtige Komponente der Leiterplatte. Elektronische Komponenten sind verschiedene elektronische Geräte auf einer Leiterplatte, wie Kondensatoren, Widerstände, Transistoren, integrierte Schaltungen usw. Sie werden mit Kupferfolie verbunden, um eine Schaltung zu bilden. Die Auswahl und Anordnung elektronischer Komponenten ist ein wichtiger Teil des Leiterplattendesigns, der die Leistung und Funktionalität der Leiterplatte bestimmt.

Drittens sind der gedruckte Text und das Logo auf der Leiterplatte auch wichtige Komponenten der Leiterplatte. Gedruckte Schilder und Texte werden in der Regel verwendet, um verschiedene Komponenten und Verbindungsmethoden auf einer Leiterplatte zu identifizieren. Diese Zeichen und Texte werden in der Regel mit weißer Tinte auf die Leiterplatte gedruckt.

Schließlich sind auch die Lötstellen auf der Leiterplatte ein wichtiger Bestandteil der Leiterplatte. Schweißpunkte sind die Verbindungspunkte zwischen elektronischen Bauteilen und Kupferfolie, die durch Schweißtechnik fixiert und verbunden werden. Die Qualität und Zuverlässigkeit von Lötstellen haben einen wesentlichen Einfluss auf die Leistung und Lebensdauer von Leiterplatten.

Normalerweise werden Leiterplatten aus Nicht-Substratmaterialien mit Kupferschichten hergestellt. Jedoch haben verschiedene Arten von Leiterplatten unterschiedliche Strukturen. Zum Beispiel, obwohl einige Leiterplatten einlagige Kupferschaltungen enthalten, können fortgeschrittenere Leiterplatten 50 oder mehr Schichten enthalten.

Leiterplatten bestehen aus verschiedenen Leiterplattenmaterialien und elektronischen Komponenten. Zu den gängigen PCB-Komponenten gehören

1) Widerstand

Widerstände übertragen Strom, um Spannung zu erzeugen und elektrische Energie in Form von Wärme abzuleiten. Sie sind in verschiedenen Materialien erhältlich.

2) Kondensator

Die Aufgabe eines Kondensators besteht darin, die Ladung innerhalb der Leiterplatte aufrechtzuerhalten und sie dann freizugeben, wenn an anderer Stelle in der Schaltung mehr Leistung benötigt wird. Das typische Funktionsprinzip eines Kondensators besteht darin, gegenüberliegende Ladungen auf zwei leitfähigen Schichten zu sammeln, die durch Isoliermaterialien getrennt sind.

3) Induktor

Sie ähneln Kondensatoren, weil sie Energie speichern. Sie werden jedoch typischerweise verwendet, um Signale innerhalb einer Leiterplatte zu blockieren, z. B. Störungen durch ein anderes elektronisches Gerät.

4) Transistor

Ein Transistor ist ein Verstärker. Es wird verwendet, um elektronische Signale in Leiterplatten zu schalten oder zu steuern. Es gibt mehrere verschiedene Versionen von Transistoren, aber die gebräuchlichste sind bipolare Transistoren.

5) Diode

Dioden lassen Strom in eine Richtung fließen, aber nicht in eine andere Richtung. Daher werden Dioden verwendet, um zu verhindern, dass Strom in die falsche Richtung fließt und dadurch Leiterplatten und Geräte beschädigt werden. Die beliebteste Diode ist LED (kurz für Light Emitting Diode).

6) Sensoren

Diese Geräte werden verwendet, um Veränderungen der Umgebungsbedingungen zu erkennen und entsprechende elektrische Signale zu erzeugen. Dieses Signal wird dann an andere Komponenten auf der Platine gesendet. Sensoren wandeln physikalische Elemente wie Lichtbewegung, Luftqualität oder Schall in elektrische Energie um.

Die Leiterplattenschichten, aus denen die Leiterplatte besteht

1) Matrixebene

Es ist die Basisschicht von PCB, die aus Glasfasern besteht. FR4 ist die am häufigsten verwendete Glasfaser. Einige PCBs kommen auch mit Phenol und Epoxiden, die im Vergleich zu FR4 billiger und langlebiger sind. Die Eigenschaften des Substratmaterials bestimmen die Flexibilität der Leiterplatte.

2) Kupferschicht

Neben dem Substrat befindet sich eine dünne Schicht Kupferfolie. Kleben Sie Kupferfolie mit Hitze und Kleber auf die Platte. Bei einer doppelseitigen Leiterplatte sind beide Seiten der Leiterplatte mit Kupfer laminiert. Die Dicke des Kupfers variiert abhängig von der Anzahl der Schichten der Platte, die in Unzen pro Quadratmeter definiert werden kann. Es gibt eine Dicke von 35 Mikrons pro Quadratzoll.

3) Lötmaskenebene

Die Lotmaskenschicht befindet sich oberhalb der Kupferschicht. Diese Schicht wird auf die Kupferschicht aufgetragen, um sie zu isolieren und direkten Kontakt mit leitfähigen Materialien zu vermeiden. Daher können wir sagen, dass der Lötverstand alle Schaltungen auf der äußeren Schicht der Leiterplatte schützt. Einige häufig verwendete Lötbumpen sind grün, und es gibt auch eine rote Lötbumpe auf dem Markt.

4) Siebdruckschicht:

Die Siebdruckschicht befindet sich oberhalb der Lotmaskenschicht. Es kann Benutzern helfen, Zahlen und Symbole hinzuzufügen, um Leiterplatten zu verstehen. Dieses Siebdruck-Etikett bietet eine klare Funktionskennzeichnung für jedes Bauteil und Stift auf der Platine. Es wird hauptsächlich für Weiß verwendet, kann aber auch in verschiedenen anderen Farben wie Grau, Rot, Gelb und Schwarz gefunden werden.

Zusammenfassend besteht die Leiterplatte aus einem Substrat, elektronischen Komponenten, gedruckten Symbolen und Texten sowie Lötstellen. Diese Teile arbeiten zusammen, um die Gesamtstruktur und Funktionalität der Leiterplatte zu bilden. Im Entwicklungsprozess der elektronischen Technologie haben sich das Design, die Herstellung und die Anwendung von Leiterplatten stark entwickelt und bieten wichtige Unterstützung für die Entwicklung verschiedener elektronischer Geräte.