Что такое печатные платы и как они влияют на работу компьютера

Далеко не каждый пользователь ПК ответит на вопросы о том, какие бывают печатные платы, это что за приспособление, как изготавливается и для чего применяется.

Этим термином называют монтажные площадки для различных радиодеталей – резисторов, диодов, конденсаторов и микросхем.

Встретить их можно внутри любого компьютера, радиоприёмника, мобильного телефона, зарядного устройства или измерительного прибора, ни один из которых не сможет работать без одной или целого набора плат.

Cодержание:

История появления названия

Современный вид и название печатные платы получили около сотни лет назад, благодаря применению специальной полиграфической технологии.

На английском языке их называют printing plate – «отпечатанная пластина». Производство плат, действительно, представляет собой печать рисунка на специальных пластинах – когда-то для этого использовались огромные полиграфические машины, сейчас всё делается с помощью лазерных принтеров.

Сначала платы применялись только в военной промышленности, но в середине прошлого века их начинают использовать и для создания бытовой электроники. Одним из первых приборов, созданных с использованием этих деталей, стал приемник «Дорожный», который представлял собой небольшой чемодан с печатной платой внутри.
Рис. 2. Приёмник «Дорожный» с одной из первых бытовых печатных плат.

Рис. 2. Приёмник «Дорожный» с одной из первых бытовых печатных плат.

вернуться к меню ↑

Устройство платы

Стандартная печатная плата представляет собой основание из диэлектрика, на котором выполняется электропроводящий рисунок из фольги.

Здесь же располагаются контактные площадки и отверстия, с помощью которых монтируются выводные компоненты.

Есть на платах и переходные отверстия, с помощью которых происходит соединение отдельных участков рисунка, внешние стороны защищаются «паяльной маской», а для удобства использования на поверхность наносится вспомогательная маркировка.

В качестве основания платы применяется либо диэлектрик типа текстолита, стеклотекстолита или гетинакса. Иногда рисунок наносится даже на металл, но покрытый диэлектрическим слоем – это делает изделия более прочными и увеличивает их теплопроводность (их используют для теплоотвода электронных деталей, обеспечив контакт с радиатором). Платы, работающие в условиях высоких температур, изготавливаются из керамики и стеклоткани, а гибкие варианты – из таких материалов как каптон.
Рис. 3. Гибкие печатные платы.

Рис. 3. Гибкие печатные платы.

вернуться к меню ↑

Основные разновидности

Классификация печатных плат производится по нескольким признакам, в том числе и по количеству и расположению слоёв:

  • ОПП или односторонние варианты имеют только один слой наклеенной на лист фольги;
  • ДПП или двухсторонние платы отличаются наличием слоёв с каждой стороны;
  • МПП или многослойные модели плат получили не только по одному слою с двух сторон, но и несколько дополнительных – внутри диэлектрика.

Многослойные варианты плат получают путём склеивания целого набора ОПП и ДПП.

Применяют такие модели в сложных устройствах.

Чем сложнее техника, тем больше плотность монтажа деталей и количество слоёв.

Рис. 4. Слои печатной платы.

Рис. 4. Слои печатной платы.

Ещё один вид классификации плат – по свойствам основания, которое может быть твёрдым, гибким или теплопроводящим (металлическим). Делят их и по условиям эксплуатации, и по особенностям использования. Существует и деление по классу (уровню) точности – параметру, определяющему расстояние между элементами рисунка и ширину проводников.
вернуться к меню ↑

Проектирование и изготовление

Проект будущей платы некоторое время назад создавался вручную, а готовые варианты рисунков печатались в специализированных журналах – сейчас для этого применяют специальное программное обеспечение.

Проектировать карты можно в таких редакторах как TopoR, Proteus и KiCad.

Процесс проектирования расположения линий рисунка называется «разводкой».

Рис. 5. Проектирование платы с помощью специального ПО.

Рис. 5. Проектирование платы с помощью специального ПО.

В домашних условиях рисунки печатных плат печатаются на бумаге с помощью лазерных принтеров – при этом рекомендуется отключать все экономные режимы для получения максимально толстого слоя тонера. Такую технологию называют ещё «лазерно-утюжной», потому что бумажный лист с изображением прикладывается к текстолиту (или другому выбранному материалу) с фольгой и приглаживается утюгом. Расплавляясь, тонер попадает на плату, оставляя следы разводки, после чего процесс нанесения изображений завершается травлением в растворе хлорного железа.

Промышленное производство плат предполагает использование специального оборудования и специальных методик.

Практически не отличается от кустарного способа создания только вытравливание ненужных участков металлического покрытия – его оставляют только в тех местах, где проходят дорожки.

Результатом этих действий становится плата с контактными площадками и рисунком.

Рис. 6. Фрезерование дорожек печатной платы на станке.

Рис. 6. Фрезерование дорожек печатной платы на станке.

Процесс травления продолжается высверливанием переходных отверстий, в которые будут устанавливаться навесные компоненты – их делают по центру контактных площадок.

Монтаж деталей выполняется с помощью пайки:

  • контакты вводятся в соприкосновение с флюсом и припоем, после чего подвергаются нагреву с помощью специального оборудования;
  • припой становится жидким и смачивает поверхности спаиваемых элементов;
  • после прекращения нагрева материал переходит в твёрдую форму, обеспечивая прочное соединение деталей с платой.

Следует знать: Пайка выполняется на станках или, если плата создаётся в домашних условиях, паяльником. Перед началом процесса детали следует разместить выводами в сквозные отверстия.
вернуться к меню ↑

Правила обращения с платами

Фольга приклеивается к основанию достаточно прочно – но со временем выполненные из фольги дорожки могут отслаиваться – особенно, если менять на них отдельные детали.

При обращении с печатными платами следует соблюдать несколько простых правил:

  • на платы не должна попадать жидкость, которая может привести к их выходу из строя;
  • при попадании воды устройство следует отключить от питания (извлечь аккумулятор), извлечь плату, почистить (например, изопропиловым спиртом) и попытаться высушить – после этого деталь может работать без проблем, но иногда для ремонта приходится обращаться в сервис;
  • ремонтом плат следует заниматься только специалистам или людям, имеющим опыт пайки – попытка сэкономить на ремонте может привести к ещё большим повреждениям;
  • если вода попала на плату мобильного телефона (прочность которой обычно заметно ниже, чем у аналогичных деталей другой техники), в сервис стоит обратиться как можно быстрее.

Рис. 7 .платы мобильных телефонов.

Рис. 7 .платы мобильных телефонов.

Телефонные платы следует особенно тщательно беречь от попадания внутрь жидкости.

Во время дождя нежелательно общаться по телефону на улице – вода может повредить не только экран, но и расположенные внутри дорожки. А для того чтобы меньше беспокоиться о таких ситуациях, стоит приобрести специальный водонепроницаемый смартфон – подходящее устройство для туристов и любителей экстремального спорта.

Аккуратно следует обращаться и с печатными платами клавиатуры ПК и ноутбуков.

Как правило, именно эти детали чаще всего страдают от пролитой жидкости.

А при соединении плат (которые могут называться ещё картами – например, звуковой или видеокартой) друг с другом обязательно отключать их от сети.

вернуться к меню ↑

Выводы

Знакомство с процессом изготовления печатных плат, особенностями их конструкции и обращения вряд ли поможет неопытному пользователю электроники самостоятельно создать их или отремонтировать.

Однако такие знания позволяют понять, что сделать эту деталь можно и своими руками, а для того чтобы продлить эксплуатационный срок, рекомендуется беречь её и от нагрева, и от механического воздействия, и от влаги.

Что такое печатные платы и как они влияют на работу компьютера
Проголосовать

Дмитрий Самолюк

«Только инновация отличает лидера от догоняющего»

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.
GEEK-NOSE.COM
Узнай первым о новых гиковских записях и фишках!
ПОДПИСАТЬСЯ
Закрыть
Geek-Nose
Register New Account
Пароль