22.03

Что такое печатная плата

Что такое печатная плата

Печатная плата это сложное техническое устройство, позволяющее соединить все элементы электротехнического прибора в одно целое. До того как были изобретены печатные платы, весь монтаж электроники и соединение отдельных элементов схемы совершался с помощью отдельных проводников. Пока электронные приборы не стали содержать в себе несколько тысяч элементов, с этим еще можно было смириться. После резкого увеличения сложности электронных приборов, и начала их массового выпуска в заводских условиях, встала задача упрощения и унификации процесса монтажа и уменьшения габаритов электронных устройств.

Первая печатная плата была изобретена в 1902 году немцем Марком Хансоном, она представляла собой плотную пергаментную бумагу с нанесенными на ней токопроводящими элементами. Современные печатные платы принципиально ничем не отличаются от своей прародительницы, изменились только материалы, которые используются для производства печатных плат и их сложность. Основным материалом для производства печатных плат является фольгированный текстолит. На предприятиях, изготавливающих печатные платы, по специальным шаблонам вытравливают «лишние» участки фольги с поверхности текстолита и получают «паутинку» проводников, обеспечивающих связь и взаимодействие элементов электронной схемы.

Все это очень просто описывается на словах, но на деле производство печатных плат это очень сложная техническая задача, поскольку на одной маленькой пластинке надо разместить несколько тысяч элементов схемы, которые «терпеть не могут» близкого соседства. Кому-то из них мешает излишний нагрев, кому-то электромагнитные поля, наводимые соседними элементами. Все это учитывается на стадии проектирования, причем в большинстве случаев, когда надо добиться особой минималистичности электронного устройства, печатные платы делают многослойными. Таковы, например, материнские платы популярных гаджетов – планшетных компьютеров. Фактически каждый слой материнской платы портативного компьютера это отдельная печатная плата, особым образом соединенная с соседями. Причем это не только механическое соединение в многослойный пирог, а пронизанное проводящими элементами устройство, близкое по сложности к живой ткани.

После того, как печатные платы будут изготовлены, на них должны быть смонтированы десятки тысяч электронных устройств, в основном это микросхемы, при пайке которых требуется соблюдение особых температурных режимов. Ручная сборка тут абсолютно невозможна, поэтому применяются роботизированные монтажные лини. Для ускорения процесса, и по той простой причине, что роботу практически невозможно объяснить, что элементы можно припаивать с обеих сторон печатной платы, производится так называемый поверхностный монтаж, или, по инженерной терминологии «SMD монтаж», когда каждая микросхема или любой другой элемент электронного устройства припаиваются только с одной стороны платы. Результат их работы можно увидеть на материнской плате системного блока компьютера, где все элементы расположены с одной стороны, а с «изнанки» только токопроводящие элементы.