Leiterplattentechnik - Was ist PCB-Schaltung?

Was ist PCB-Schaltung? Es ist ein grundlegender und unverzichtbarer Bestandteil im Bereich der Elektronik. Eine Leiterplatte (PCB) Schaltung dient als Rückgrat, das verschiedene elektronische Komponenten miteinander verbindet, so dass sie harmonisch funktionieren und bestimmte Aufgaben ausführen können. Es hat die Art und Weise revolutioniert, wie elektronische Geräte entworfen, hergestellt und montiert werden.

Die Geschichte der Leiterplattenschaltungen reicht mehrere Jahrzehnte zurück. In den Anfängen entwickelte sich das Konzept allmählich weiter. Im Laufe der Zeit wurden die Herstellungstechniken von Leiterplattenschaltungen verfeinerter. In den 1950er Jahren wurde mit der Lösung von Problemen im Zusammenhang mit der Haftfestigkeit und Lötbeständigkeit von kupferplattierten Laminaten (CCL) und Laminatmaterialien eine industrielle Produktion möglich. Das Kupferfolien-Ätzverfahren entwickelte sich zum Mainstream-Herstellungsprozess und führte zur weitverbreiteten Verwendung von Leiterplatten. In dieser Ära wurden auch einseitige Leiterplatten hergestellt. In den 1960er Jahren wurde die Massenproduktion von doppelseitigen Leiterplatten mit plattierten Durchgangslöchern erreicht, wodurch die Möglichkeiten und Anwendungen von Leiterplatten weiter ausgebaut wurden.

Was ist PCB-Schaltung? Die 1970er Jahre erlebten ein bemerkenswertes Wachstum in mehrlagigen PCB-Schaltungen. Mehrschichtplatten begannen sich schnell zu entwickeln und strebten kontinuierlich nach höherer Präzision, Dichte, feineren Linien und Löchern, verbesserter Zuverlässigkeit, niedrigeren Kosten und automatisierter kontinuierlicher Produktion. Dieser Trend wurde durch die zunehmende Komplexität und Miniaturisierung von elektronischen Geräten angetrieben. Die 1980er Jahre brachten mit dem Aufstieg der Surface Mount Technology (SMT) eine bedeutende Veränderung mit sich, die allmählich durchlochliche Leiterplattenbauten ersetzte und zur gängigen Produktionsmethode wurde. Auch Ultra-High Multilayer PCBs und High-Density Interconnect (HDI) Leiterplatten erlebten in dieser Zeit eine schnelle Entwicklung.

Was ist PCB-Schaltung?

Was ist PCB-Schaltung? Die Klassifizierung von Leiterplattenschaltungen ist vielfältig. Erstens gibt es basierend auf der Anwendung zivile Leiterplatten, die in Konsumgütern wie Spielzeug, Kameras, Fernsehern, Mobiltelefonen und Haushaltsgeräten verwendet werden. Industrielle Leiterplatten werden in Geräten wie Sicherheitssystemen, Automobilen, Computern, Kommunikationsgeräten und industriellen Steuerungen eingesetzt. Militärische Leiterplatten sind entscheidend für Luft- und Raumfahrt, Radar, Kriegsschiffe und militärische Kommunikationsausrüstung. In Bezug auf Substratmaterial gibt es papierbasierte PCBs (einschließlich phenolpapierbasierter und epoxypapierbasierter PCBs), glasfaserbasierter PCBs (wie Epoxidglasgewebe und Polytetrafluorethylen-Glasgewebe), synthetische Faser-PCBs (wie Epoxidkunststofffaser), organische Foliensubstrat PCBs (z. B. Nylonfilm), keramische Substrat-PCBs, metallkernbasierte PCBs (wie Eisen-, Aluminium- und Kupfersubstrate), Kohlenwasserstoff-PCBs, keramische Pulver-PCBs und PTFE/Teflon/Polytetrafluorethylen-PCBs. Strukturell können sie in starre Leiterplatten, flexible Leiterplatten und starre-flexible Leiterplatten unterteilt werden. Je nach Anzahl der Schichten gibt es einseitige, doppelseitige, mehrschichtige und HDI-Boards.

Was ist PCB-Schaltung? Die Struktur einer Leiterplattenschaltung ist komplex und gut gestaltet. Es besteht hauptsächlich aus einem kupferbeschichteten Laminat (CCL), Prepreg, Kupferfolie, Lötmaske und Zeichenschicht. Das CCL, ein Verbundmaterial aus einer dielektrischen Schicht (Harz und Glasfaser) und einem hochreinen Leiter (Kupferfolie), dient als Grundlage und bietet Funktionen wie Leitung, Isolierung und Unterstützung. Das Prepreg, das hauptsächlich aus Harz und Verstärkungsmaterialien (oft Glasfasergewebe) besteht, ist für die mehrschichtige Leiterplattenproduktion unerlässlich. Kupferfolie, gewalzt oder elektrolytisch, fungiert als leitfähige Schicht. Die Lötmaske, meist grün, manchmal aber in anderen Farben, schützt die Schaltung vor Feuchtigkeit, Korrosion und mechanischen Beschädigungen und verhindert fehlerhaftes Löten. Die Zeichenschicht wird für Anmerkungen verwendet, was die Installation und Wartung von PCBA erleichtert.

Auch die Oberflächenbehandlung von Leiterplattenschaltungen ist ein entscheidender Aspekt. Da blankes Kupfer anfällig für Oxidation und Kontamination ist, kommen verschiedene Oberflächenbehandlungsverfahren zum Einsatz. Dazu gehören bleifreie und bleifreie HASL (Heißluft-Lot-Leveling), organische Lötbarkeitsschutzmittel (OSP), elektroloses Nickel-Immersionsgold (ENIG), Immersionssilber, Immersionszinn und Vergoldung mit Fingern. Mit der Verschärfung der Umweltvorschriften wird bleifreies HASL schrittweise eingestellt, und die meisten Leiterplattenhersteller produzieren jetzt Leiterplatten, die RoHS- und in einigen Fällen halogenfreie Leiterplattenprozesse erfüllen.

Was ist PCB-Schaltung? Es ist der Grundstein der modernen Elektronik. Seine Entwicklung im Laufe der Jahre hat die Entwicklung kleinerer, leistungsfähigerer und zuverlässiger elektronischer Geräte ermöglicht. Von den einfachsten Consumer-Gadgets bis hin zu den komplexesten Luft- und Raumfahrt- und Militärsystemen spielen Leiterplattenschaltungen eine wesentliche Rolle. Ihre Fähigkeit, elektronische Komponenten mechanisch zu unterstützen, elektrische Verbindungen und Schutz zu bieten, hat sie zu einem integralen Bestandteil des Elektronikfertigungsprozesses gemacht. Da die Technologie weiter voranschreitet, werden sich PCB-Schaltungen zweifellos weiter anpassen und weiterentwickeln, was die Innovation und den Fortschritt der gesamten Elektronikindustrie weiter vorantreibt.