Obwody drukowane PCB i ich charakterystyka

Obwody drukowane PCB (Printed Circuit Board) to nieodłączny element większości urządzeń elektronicznych, które otaczają nas na co dzień. Stanowią one podstawę dla montażu i łączenia poszczególnych komponentów elektronicznych, takich jak tranzystory, kondensatory czy rezystory. W niniejszym artykule przyjrzymy się bliżej tematyce obwodów drukowanych PCB, ich rodzajom, procesowi produkcyjnymu oraz zastosowaniom w różnych gałęziach przemysłu.

Rodzaje obwodów drukowanych PCB

Wyróżniamy kilka podstawowych rodzajów obwodów drukowanych PCB, które różnią się między sobą konstrukcją oraz materiałami, z których są wykonane. Pierwszym z nich są obwody jednostronne (single-sided), które charakteryzują się tym, że wszystkie ścieżki przewodzące oraz elementy montażowe znajdują się tylko po jednej stronie płytki. Drugim rodzajem są obwody dwustronne (double-sided), gdzie ścieżki i elementy montażowe rozmieszczone są zarówno na górze, jak i na dole płytki. W przypadku obwodów wielowarstwowych (multilayer) mamy do czynienia z kilkoma warstwami przewodzącymi, oddzielonymi od siebie warstwami izolacyjnymi. W zależności od liczby warstw możemy wyróżnić obwody dwu-, cztero-, sześcio-, czy nawet dwudziestowarstwowe.

Materiały stosowane w produkcji PCB

Podstawowym materiałem, z którego wykonuje się obwody drukowane PCB, jest laminat, będący połączeniem warstwy miedzi z tworzywem sztucznym. Najpopularniejszym tworzywem sztucznym stosowanym do produkcji laminatów jest tzw. FR4 (od ang. Flame Retardant 4), który cechuje się dobrą odpornością na wysoką temperaturę oraz właściwościami mechanicznymi. Innymi materiałami używanymi do produkcji laminatów są np. CEM (Composite Epoxy Material) czy Rogers (rodzaj specjalistycznego tworzywa sztucznego). Wybór odpowiedniego materiału zależy od wymagań stawianych danemu obwodowi drukowanemu, takich jak odporność na temperaturę czy wilgotność.

Proces produkcyjny obwodów drukowanych PCB

Produkcja obwodów drukowanych PCB jest procesem wieloetapowym, który obejmuje między innymi projektowanie płytki, wiercenie otworów montażowych, nakładanie warstwy miedzi oraz maski lutowej. Na początku projektant opracowuje schemat ideowy układu, który następnie jest przenoszony na płytę laminatową. Następnie wykonuje się otwory montażowe oraz nakłada się warstwę miedzi, która tworzy ścieżki przewodzące. W kolejnym etapie nałożona zostaje maska lutowa, która chroni ścieżki przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz utlenianiem. Na koniec płytki są wycinane z większego arkusza laminatu i poddawane testom jakościowym.

Zastosowania obwodów drukowanych PCB

Obwody drukowane PCB znajdują zastosowanie w praktycznie każdej dziedzinie przemysłu, gdzie wykorzystuje się urządzenia elektroniczne. Są one niezbędne w produkcji sprzętu komputerowego, telekomunikacyjnego, medycznego czy motoryzacyjnego. Dzięki swojej uniwersalności oraz możliwości dostosowania do indywidualnych potrzeb, obwody drukowane PCB są stosowane zarówno w prostych układach, jak i zaawansowanych systemach sterowania czy komunikacji.