Kaasaegse elektroonika alused: sissejuhatus trükkplaatide tehnoloogiasse

Trükkplaadid (PCB-d) moodustavad alusaluse vundamendi, mis füüsiliselt toetab ja ühendab elektrooniliselt elektroonilisi komponente, kasutades juhtivaid vasejälgi ja mittejuhtiva aluspinnaga ühendatud padjandeid. PCB-d on praktiliselt iga elektroonikaseadme jaoks hädavajalikud, võimaldades realiseerida isegi kõige keerukamaid vooluahelaid integreeritud ja masstootmisvormingus. Ilma PCB-tehnoloogiata ei eksisteeriks elektroonikatööstust sellisel kujul, nagu me seda praegu tunneme.

PCB tootmisprotsess muudab toorained, nagu klaaskiudriie ja vaskfoolium, täppiskonstrueeritud plaatideks. See hõlmab üle viieteistkümne keeruka sammu, kasutades keerukat automatiseerimist ja ranget protsessikontrolli. Protsessi voog algab elektroonilise projekteerimise automatiseerimise (EDA) tarkvara ahela ühenduvuse skemaatilise hõivamise ja paigutusega. Seejärel määravad kunstiteose maskid jälgede asukohad, mis paljastavad fotolitograafilise kujutise abil valikuliselt valgustundlikud vasklaminaate. Söövitamine eemaldab paljastamata vase, jättes maha isoleeritud juhtivad teed ja kontaktpadjad.

Mitmekihilised plaadid ühendavad omavahel jäiga vasega plakeeritud laminaadi ja prepreg liimimislehti, sulatades jäljed kõrge rõhu ja temperatuuri all lamineerimisel. Puurmasinatel oli tuhandeid mikroskoopilisi auke, mis ühendasid kihte ja mis seejärel kaetakse vasega, et täiendada 3D-ahela infrastruktuuri. Sekundaarne puurimine, plaadistamine ja freesimine muudavad plaate veelgi, kuni need on valmis esteetiliste siiditrükikatete jaoks. Automaatne optiline kontroll ja testimine kinnitab enne kliendile tarnimist vastavust projekteerimisreeglitele ja spetsifikatsioonidele.

Insenerid juhivad pidevaid PCB-uuendusi, mis võimaldavad tihedamat, kiiremat ja töökindlamat elektroonikat. Suure tihedusega ühendamise (HDI) ja mis tahes kihi tehnoloogiad integreerivad nüüd rohkem kui 20 kihti, et suunata keerulisi digitaalprotsessoreid ja raadiosageduslikke (RF) süsteeme. Rigid-flex lauad ühendavad jäigad ja painduvad materjalid, et vastata nõudlikele kujunõuetele. Keraamilised ja isolatsioonimetallist aluspinnad (IMB) toetavad ülikõrgeid sagedusi kuni millimeeterlaine RF-ni. Tööstus võtab jätkusuutlikkuse tagamiseks kasutusele ka keskkonnasõbralikumaid protsesse ja materjale.

Ülemaailmne PCB-tööstuse käive ületab 75 miljardit dollarit enam kui 2000 tootja lõikes, olles ajalooliselt kasvanud 3,5% CAGR-i. Turu killustatus on endiselt suur, kuigi konsolideerumine toimub järk-järgult. Hiina esindab suurimat tootmisbaasi üle 55% osalusega, samas kui Jaapan, Korea ja Taiwan järgnevad kokku üle 25%. Põhja-Ameerika moodustab vähem kui 5% maailma toodangust. Tööstuse maastik nihkub Aasia eelise suunas mastaabi, kulude ja peamiste elektroonikatarneahelate läheduse osas. Siiski säilitavad riigid kohalikud PCB-võimed, mis toetavad kaitse- ja intellektuaalomandi tundlikkust.

Tarbijatele mõeldud vidinate innovatsiooni arenedes soodustavad tärkavad rakendused sideinfrastruktuuris, transpordi elektrifitseerimises, automatiseerimises, lennunduses ja meditsiinisüsteemides pikemaajalist PCB-tööstuse kasvu. Jätkuvad tehnoloogilised täiustused aitavad ka elektroonikat laiemalt levitada tööstuslikul ja kaubanduslikul kasutusel. PCB-d jätkavad meie digitaalse ja nutika ühiskonna teenimist ka järgmistel aastakümnetel.