Leiterplatten (PCBs) kommen in fast jedem elektronischen Gerät vor. Befinden sich elektronische Teile in einem Gerät, sind diese alle auf Leiterplatten unterschiedlicher Größe montiert. Neben der Fixierung diverser Kleinteile ist die Hauptfunktion desLeiterplatteist die gegenseitige elektrische Verbindung der verschiedenen oben genannten Teile. Da elektronische Geräte immer komplexer werden, werden immer mehr Teile benötigt, und die Leitungen und Teile auf demLeiterplattewerden auch immer dichter. Ein StandardLeiterplattesieht so aus. Eine unbestückte Platine (ohne Teile darauf) wird oft auch als „Printed Wiring Board (PWB)“ bezeichnet.
Die Grundplatte der Platine selbst besteht aus isolierendem Material, das sich nicht leicht biegen lässt. Das dünne Schaltungsmaterial, das auf der Oberfläche zu sehen ist, ist Kupferfolie. Ursprünglich bedeckte die Kupferfolie die gesamte Platine, doch während des Herstellungsprozesses wurde ein Teil davon weggeätzt und der verbleibende Teil wurde zu einem netzartigen dünnen Schaltkreis. . Diese Leitungen werden als Leitermuster oder Verkabelung bezeichnet und dienen zur Herstellung elektrischer Verbindungen zu Komponenten auf dem GerätLeiterplatte.
Zum Befestigen der Teile amLeiterplatte, wir löten ihre Pins direkt an die Verkabelung. Auf der einfachsten Leiterplatte (einseitig) sind die Teile auf einer Seite und die Drähte auf der anderen Seite konzentriert. Daher müssen wir Löcher in die Platine bohren, damit die Stifte durch die Platine auf die andere Seite gelangen können, sodass die Stifte des Teils auf der anderen Seite angelötet werden. Aus diesem Grund werden die Vorder- und Rückseite der Leiterplatte als Komponentenseite bzw. Lötseite bezeichnet.
Wenn auf der Leiterplatte Teile vorhanden sind, die nach Abschluss der Produktion entfernt oder wieder eingesetzt werden müssen, werden die Buchsen beim Einbau der Teile verwendet. Da der Sockel direkt mit der Platine verschweißt ist, können die Teile beliebig zerlegt und zusammengebaut werden. Unten ist der ZIF-Sockel (Zero Insertion Force) zu sehen, der das einfache Einsetzen und Entfernen von Teilen (in diesem Fall der CPU) in den Sockel ermöglicht. Eine Haltestange neben der Buchse, um das Teil nach dem Einsetzen an Ort und Stelle zu halten.
Sollen zwei Leiterplatten miteinander verbunden werden, verwenden wir in der Regel Kantenverbinder, umgangssprachlich auch „Goldfinger“ genannt. Die Goldfinger enthalten viele freiliegende Kupferpads, die eigentlich Teil davon sindLeiterplatteLayout. Normalerweise stecken wir beim Anschließen die goldenen Finger auf einer der Leiterplatten in die entsprechenden Steckplätze auf der anderen Leiterplatte (normalerweise Erweiterungssteckplätze genannt). Im Computer werden beispielsweise Grafikkarten, Soundkarten oder ähnliche Schnittstellenkarten über Goldfinger mit dem Motherboard verbunden.
Grün oder Braun auf der Leiterplatte ist die Farbe des Lötstopplacks. Diese Schicht ist eine isolierende Abschirmung, die die Kupferdrähte schützt und außerdem verhindert, dass Teile an der falschen Stelle gelötet werden. Auf die Lötstoppmaske wird eine zusätzliche Siebdruckschicht aufgedruckt. Normalerweise sind darauf Text und Symbole (meist weiß) aufgedruckt, um die Position jedes Teils auf der Tafel anzuzeigen. Die Siebdruckseite wird auch Legendenseite genannt.
Einseitige Bretter
Wir haben gerade erwähnt, dass auf der einfachsten Leiterplatte die Teile auf einer Seite und die Drähte auf der anderen Seite konzentriert sind. Da die Drähte nur auf einer Seite sichtbar sind, nennen wir dies ArtLeiterplatteein einseitig (einseitig). Da die Einzelplatine viele strenge Einschränkungen hinsichtlich des Schaltkreisdesigns aufweist (da nur eine Seite vorhanden ist, kann sich die Verkabelung nicht kreuzen und muss um einen separaten Pfad verlaufen), wurde dieser Platinentyp nur bei frühen Schaltkreisen verwendet.
Doppelseitige Bretter
Diese Platine verfügt über eine Verkabelung auf beiden Seiten. Um jedoch zwei Seiten des Kabels nutzen zu können, muss eine ordnungsgemäße Stromkreisverbindung zwischen den beiden Seiten bestehen. Solche „Brücken“ zwischen Schaltkreisen werden Vias genannt. Vias sind kleine, mit Metall gefüllte oder lackierte Löcher auf einer Leiterplatte, die auf beiden Seiten mit Drähten verbunden werden können. Da die Fläche der doppelseitigen Platine doppelt so groß ist wie die der einseitigen Platine und die Verkabelung verschachtelt (auf die andere Seite gewickelt) werden kann, eignet sie sich besser für den Einsatz auf komplexeren Platinen Schaltungen als einseitige Platinen.
Mehrschichtplatten
Um die verdrahtbare Fläche zu vergrößern, werden bei Multilayer-Platinen mehr ein- oder doppelseitige Verdrahtungsplatinen eingesetzt. Bei Mehrschichtplatten werden mehrere doppelseitige Platten verwendet, zwischen den einzelnen Platten eine Isolierschicht angebracht und anschließend verklebt (Presspassung). Die Anzahl der Schichten der Platine stellt mehrere unabhängige Verdrahtungsschichten dar, normalerweise ist die Anzahl der Schichten gerade und umfasst die beiden äußersten Schichten. Die meisten Motherboards haben 4- bis 8-Lagen-Strukturen, technisch gesehen sind es jedoch fast 100 SchichtenLeiterplatteBretter erreicht werden. Die meisten großen Supercomputer verwenden relativ mehrschichtige Hauptplatinen. Da solche Computer jedoch durch Cluster aus vielen gewöhnlichen Computern ersetzt werden können, werden Ultra-Mehrschichtplatinen nach und nach nicht mehr verwendet. Weil die Schichten in aLeiterplattesind so eng miteinander verbunden, dass es im Allgemeinen nicht einfach ist, die tatsächliche Anzahl zu erkennen, aber wenn Sie sich das Motherboard genau ansehen, können Sie es vielleicht schaffen.
Die gerade erwähnten Durchkontaktierungen müssen, wenn sie auf eine doppelseitige Platine angewendet werden, durch die gesamte Platine gebohrt werden. Wenn Sie jedoch in einer mehrschichtigen Platine nur einige dieser Leiterbahnen verbinden möchten, verschwenden Durchkontaktierungen möglicherweise etwas Leiterbahnraum auf anderen Schichten. Die Buried-Vias- und Blind-Vias-Technologie kann dieses Problem vermeiden, da sie nur wenige Schichten durchdringt. Blind Vias verbinden mehrere Schichten interner Leiterplatten mit Leiterplatten auf der Oberfläche, ohne die gesamte Leiterplatte zu durchdringen. Buried Vias sind nur mit der Innenseite verbundenLeiterplatte, so dass sie von der Oberfläche aus nicht sichtbar sind.
In einer MehrschichtigkeitLeiterplatte, die gesamte Schicht ist direkt mit dem Erdungskabel und der Stromversorgung verbunden. Daher klassifizieren wir jede Schicht als Signalschicht (Signal), Leistungsschicht (Power) oder Erdungsschicht (Ground). Wenn die Teile auf der Leiterplatte unterschiedliche Stromversorgungen erfordern, verfügen solche Leiterplatten in der Regel über mehr als zwei Strom- und Leitungsschichten
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. August 2022