Was ist PCB? Eine wesentliche Komponente der modernen Elektronik.

Leiterplatten (PCBs - Printed Circuit Boards) ermöglichen immodernen elektrotechnischen Industriebereich die Herstellung komplexerelektrischer Schaltungen in kompakter und effizienter Form. Eine PCB ist einePlatte aus einem Isoliermaterial, üblicherweise Glasfaser (FR-4) oderEpoxidharz, die mit dünnen Kupferschichten beschichtet ist, die leitende Bahnenbilden, die elektronische Bauteile verbinden.

PCB-Struktur

• Grundschicht: Die Grundschicht der PCB ist ein Isoliermaterial, das der Platte auch mechanische Festigkeit verleiht. Am häufigsten wird Glasfaser (FR-4) verwendet, da es kostengünstig, mechanisch stark und thermisch stabil ist. Für spezielle Anwendungen können keramische oder flexible Substrate verwendet werden.
• Leitende Schichten: Kupferfolie bildet die leitenden Schichten auf der Oberfläche oder im Inneren der Platte. Diese Schichten sind durch durchkontaktierte Löcher (VIAs) miteinander verbunden, die den Signalübertrag zwischen den Schichten ermöglichen.
• Lötstoppmaske: Die Oberfläche der PCB ist mit einer Lötstoppmaske bedeckt, einer Isolierschicht, die die Kupferbahnen vor Oxidation schützt. Sie ist normalerweise grün, es können aber auch andere Farben verwendet werden.
• Siebdruck: Ein Siebdruck wird auf die PCB aufgebracht, der Beschriftungen, Symbole und Bauteilmarkierungen enthält, um die Montage und Diagnose zu erleichtern.

Arten von PCBs

• Einlagige PCB: Enthält nur eine Kupferschicht auf einer Seite des Substrats. Wird in einfacheren Anwendungen verwendet.
• Doppellagige PCB: Hat Kupfer auf beiden Seiten des Substrats und ermöglicht komplexere Schaltungsentwürfe.
• Mehrlagige PCB: Besteht aus mehreren Kupferschichten, die durch Isolierlagen getrennt sind. Diese Platten ermöglichen die Implementierung sehr komplexer Schaltungen in einem kompakten Format.
• Flexible und starr-flexible PCBs: Flexible PCBs bestehen aus Materialien, die eine Biegung und Anpassung an die Form des Geräts ermöglichen. Starr-flexible PCBs kombinieren starre und flexible Teile, was ihren Einsatz in komplexen mechanischen Baugruppen ermöglicht.

PCB-Herstellung Wie werden PCB-Platten hergestellt? DerGrundprozess:

1. Entwurf: Die PCB wird mit CAD-Software (z.B. Altium Designer, Eagle, KiCAD) entworfen, wobei Schaltpläne und Layouts der Platte erstellt werden.
2. Ätzen: Die Kupferfolie wird mit einem Fotolack bedeckt, belichtet und entwickelt, um das Muster der Bahnen zu erstellen. Danach folgt das Ätzen, bei dem ungeschütztes Kupfer mit Säure oder Alkali entfernt wird.
3. Bohren: CNC-Maschinen bohren Löcher für Bauteile und Vias.
4. Durchkontaktieren: Die Löcher werden mit Kupfer beschichtet, um elektrische Verbindungen zwischen den Schichten herzustellen.
5. Aufbringen der Maske und des Siebdrucks: Die Lötstoppmaske wird auf die Plattenoberfläche aufgetragen, gefolgt vom Siebdruck.
6. Schneiden und Endbearbeitung: Fertige Platten werden ausgeschnitten. Sie können auch Oberflächenbehandlungen wie Verzinnen oder Vergolden erhalten.

Anwendungen von PCBs PCBs sind in den meisten modernen elektronischen Geräten unverzichtbar, von einfachen Geräten wie Uhren oder Taschenrechnern bis hin zu komplexen Systemen (Computer, Mobiltelefone, medizinische Geräte, Industrieanlagen und Militärausrüstung).

Externe Ressourcen

IPC - Association Connecting Electronics Industries (Eineinternationale Organisation, die Standards, Schulungen und Ressourcen für dieHerstellung und das Design von PCBs bereitstellt.)

NextPCB Blog (EinBlog mit einer Vielzahl von Informationen und Tutorials zum PCB-Design und zurHerstellung.)

EDN Network (Eine Website, die sich auf elektronisches Design konzentriert. Hier finden Sie Artikel, Tutorials und Nachrichten aus dem Bereich Elektronik und PCBs.)

All About Circuits (EineCommunity-Plattform für Ingenieure und Elektronikbegeisterte, die Tutorials,Artikel und Diskussionsforen bietet.)