Osnove moderne elektronike: Uvod u tehnologiju štampanih ploča

Štampane ploče (PCB) čine temelj koji fizički podržava i elektronski povezuje elektronske komponente koristeći provodljive bakrene tragove i jastučiće koji su vezani za neprovodljivu podlogu. PCB-ovi su neophodni za praktično svaki elektronski uređaj, omogućavajući realizaciju čak i najsloženijih dizajna kola u integrisane i masovno produktivne formate. Bez PCB tehnologije, elektronska industrija ne bi postojala kakvu danas poznajemo.

Proces proizvodnje PCB-a pretvara sirovine kao što su fiberglas tkanina i bakarna folija u precizno projektovane ploče. Uključuje preko petnaest složenih koraka koji koriste sofisticiranu automatizaciju i stroge kontrole procesa. Tok procesa počinje sa šematskim snimanjem i rasporedom povezivanja kola na softveru za automatizaciju elektronskog dizajna (EDA). Maske umjetnina zatim definiraju lokacije tragova koje selektivno izlažu fotoosjetljive bakrene laminate koristeći fotolitografsko snimanje. Jetkanjem se uklanjaju neosvetljeni bakar ostavljajući iza sebe izolovane provodne puteve i kontaktne jastučiće.

Višeslojne ploče spajaju čvrsti laminat obložen bakrom i lepljive listove preprega, spajajući tragove nakon laminacije pod visokim pritiskom i temperaturom. Mašine za bušenje su imale hiljade mikroskopskih rupa koje su međusobno povezane između slojeva, koje se zatim prekrivaju bakrom kako bi se kompletirala infrastruktura 3D kola. Sekundarno bušenje, oblaganje i glodanje dodatno modificiraju ploče dok ne budu spremne za estetske premaze sitotiskom. Automatska optička inspekcija i testiranje potvrđuju pravila i specifikacije dizajna prije isporuke kupcu.

Inženjeri pokreću kontinuirane PCB inovacije koje omogućavaju gušću, bržu i pouzdaniju elektroniku. Interkonekcija visoke gustine (HDI) i tehnologije bilo kojeg sloja sada integriraju preko 20 slojeva za usmjeravanje složenih digitalnih procesora i radio frekvencijskih (RF) sistema. Krute-flex ploče kombinuju krute i fleksibilne materijale kako bi zadovoljile zahtjevne zahtjeve oblika. Keramičke i izolacione metalne podloge (IMB) podržavaju ekstremne visoke frekvencije do RF talasa milimetara. Industrija također usvaja ekološki prihvatljivije procese i materijale za održivost.

Globalni promet PCB industrije premašuje 75 milijardi dolara kod preko 2.000 proizvođača, što je istorijski rast od 3,5% CAGR. Fragmentacija tržišta je i dalje velika iako se konsolidacija postupno odvija. Kina predstavlja najveću proizvodnu bazu sa preko 55% udjela, dok Japan, Koreja i Tajvan slijede zajedno sa preko 25%. Sjeverna Amerika čini manje od 5% svjetske proizvodnje. Industrijski krajolik se pomjera prema prednosti Azije u obimu, troškovima i blizini glavnih lanaca opskrbe elektronikom. Međutim, zemlje održavaju lokalne PCB mogućnosti koje podržavaju osjetljivost odbrane i intelektualne svojine.

Kako inovacije u potrošačkim gadžetima sazrevaju, nove aplikacije u komunikacijskoj infrastrukturi, elektrifikaciji transporta, automatizaciji, svemirskim i medicinskim sistemima pokreću dugoročni rast industrije PCB-a. Kontinuirana tehnološka poboljšanja također pomažu širenju elektronike u industrijskim i komercijalnim slučajevima. PCB-i će nastaviti da služe našem digitalnom i pametnom društvu u narednim decenijama.