Печатная плата представляет собой тонкий лист из диэлектрического материала, который служит основой для электрических цепей, по которым проходит электрический ток. Эти цепи могут быть как на поверхности платы, так и внедрены в ее структуру. Основное назначение платы заключается в интеграции всех компонентов электронной аппаратуры в единую систему. Для обеспечения подключения к другим элементам устройства на краях платы расположены специальные точки для припаивания выводов.
Компоненты состава печатной платы включают:
- Диэлектрическую базу;
- Проводящий рисунок из фольги, служащий проводником тока;
- Отверстия для монтажа элементов;
- Контактные зоны, обеспечивающие связь различных частей платы;
- Защитную паяльную маску;
- Маркировку для идентификации изделия.
Классификация печатных плат
Классификация печатных плат происходит в зависимости от области их использования, способности выдерживать определенные температурные режимы и количества проводящих слоев.
Относительно количества слоев различают:
- Однослойные – такие платы имеют металлическое фольгированное покрытие только на одной поверхности;
- Двухслойные – характеризуются наличием проводящего слоя фольги с обеих сторон основания;
- Многослойные – состоят более чем из двух слоев, при этом каждый слой оснащен фольгированным напылением.
В процессе разработки электронной аппаратуры могут возникнуть проблемы, связанные с качеством диэлектрического материала. Например, если диэлектрик недостаточно устойчив, он не будет подходить для устройств с гибким экраном. Также для работы в условиях высоких температур не подойдут диэлектрики из стандартных материалов – потребуется использование термостабильных композитов.
Расширяющийся спектр электронных устройств ведет к разработке более совершенных технологий при производстве печатных плат. В результате, появилось новое деление печатных плат основываясь на типе используемого диэлектрического материала, что привело к выделению гибких и жестких типов. Дополнительно разрабатываются специализированные решения, принимающие во внимание конкретные требования различных сфер применения плат, как например, необходимость работы на высоких или низких частотах.
Используемые материалы для изготовления однослойных, двухслойных и многослойных печатных плат
Фольгированный стеклоэпоксидный композитный материал FR4 с точками стеклования 135ºС, 150ºС и 170ºС представляет собой самый часто используемый базовый материал при производстве как одно-, так и двусторонних печатных плат. Толщина данного композита может колебаться в диапазоне от 0,5 до 3,0 миллиметров.
Преимущества FR4 заключаются в его отличных диэлектрических характеристиках, надёжности параметров и размеров, а также способности противостоять экстремальным климатическим условиям.
Однако в ситуациях, когда нужны более простые решения для печатных плат (например, в бытовых приборах, разнообразных сенсорах или некоторых автомобильных компонентах), высокие характеристики стеклоэпоксидного композита могут быть не требуются. В этих случаях ключевое значение приобретает удобство обработки и цена. Для таких целей обычно выбирают следующие типы материалов для печатных плат:
- XPC, FR1, FR2 — фольгированные гетинаксы (основные слои состоят из бумаги на целлюлозной основе с феноловыми смолами), которые активно используются в производстве электронной техники бытового назначения и автомобильной индустрии благодаря своей возрастающей прочности и соответственно цене (в порядке увеличения качеств). Эти материалы легко поддаются штамповке.
- CEM-1 — это ламинат из комбинации целлюлозной бумаги и стеклоткани с добавлением эпоксидной смолы. Он также легко поддаётся штамповке.
