A modern elektronika alapjai: Bevezetés a nyomtatott áramköri lapok technológiájába

A nyomtatott áramköri kártyák (PCB-k) képezik a mögöttes alapot, amely fizikailag támogatja és elektronikusan összekapcsolja az elektronikus alkatrészeket vezető réznyomok és nem vezető hordozóhoz ragasztott párnák segítségével. A nyomtatott áramköri lapok gyakorlatilag minden elektronikai eszközben nélkülözhetetlenek, lehetővé téve a legbonyolultabb áramköri tervek integrált és tömeggyártású formátumba való megvalósítását is. PCB-technológia nélkül az elektronikai ipar nem létezne úgy, ahogy ma ismerjük.

A PCB gyártási folyamat során az olyan nyersanyagokat, mint az üvegszálas szövet és a rézfólia precíziós tervezésű táblákká alakítják. Több mint tizenöt összetett lépésből áll, kifinomult automatizálást és szigorú folyamatszabályozást használva. A folyamat az elektronikus tervezési automatizálási (EDA) szoftveren az áramköri csatlakozás sematikus rögzítésével és elrendezésével kezdődik. Az alkotási maszkok ezután meghatározzák a nyomkövetési helyeket, amelyek szelektíven exponálják a fényérzékeny rézrétegeket fotolitográfiai képalkotás segítségével. A rézkarc eltávolítja a nem megvilágított rezet, így elszigetelt vezető utakat és érintkezési felületeket hagy maga után.

A többrétegű lapok merev rézbevonatú laminátumot és prepreg ragasztólemezeket szendvicsítenek egymáshoz, így a laminálás nyomai magas nyomáson és hőmérsékleten összeolvadnak. A fúrógépeken mikroszkopikus lyukak ezrei voltak, amelyek a rétegek között kapcsolódnak egymáshoz, amelyeket aztán rézzel vonnak be, hogy teljessé váljon a 3D áramköri infrastruktúra. A másodlagos fúrás, bevonatolás és marás tovább módosítja a táblákat, amíg készen nem áll az esztétikus szitanyomásra. Az automatizált optikai ellenőrzés és tesztelés a tervezési szabályoknak és specifikációknak való megfelelést igazolja a vevői szállítás előtt.

A mérnökök folyamatos PCB-innovációkat hajtanak végre, amelyek sűrűbb, gyorsabb és megbízhatóbb elektronikát tesznek lehetővé. A nagy sűrűségű összekapcsolási (HDI) és bármely rétegű technológiák immár több mint 20 réteget integrálnak a komplex digitális processzorok és rádiófrekvenciás (RF) rendszerek irányításához. A merev-flex lapok merev és rugalmas anyagokat ötvöznek, hogy megfeleljenek az igényes formai követelményeknek. A kerámia és a szigetelő fém hátlap (IMB) hordozók támogatják az extrém magas frekvenciákat akár milliméteres hullámhosszig. Az iparág a fenntarthatóság érdekében környezetbarát eljárásokat és anyagokat is alkalmaz.

A NYÁK-ágazat globális forgalma meghaladja a 75 milliárd dollárt több mint 2000 gyártónál, a történelmileg 3,5%-os CAGR növekedéssel. A piac széttagoltsága továbbra is magas, bár a konszolidáció fokozatosan halad. Kína képviseli a legnagyobb termelőbázist több mint 55%-os részesedéssel, míg Japán, Korea és Tajvan együttesen több mint 25%-kal követi. Észak-Amerika a globális termelés kevesebb mint 5%-át adja. Az iparág helyzete Ázsia előnye felé tolódik el a méretek, a költségek és a fő elektronikai ellátási láncokhoz való közelség tekintetében. Az országok azonban fenntartják a helyi PCB-képességeket, amelyek támogatják a védelmi és a szellemi tulajdonnal kapcsolatos érzékenységet.

Ahogy a fogyasztói eszközök terén kifejlődnek az innovációk, a kommunikációs infrastruktúra, a közlekedési villamosítás, az automatizálás, a repülés és az orvosi rendszerek területén megjelenő új alkalmazások elősegítik a PCB-ipar hosszabb távú növekedését. A folyamatos technológiai fejlesztések elősegítik az elektronika szélesebb körű elterjedését az ipari és kereskedelmi felhasználási esetekben. A PCB-k a következő évtizedekben továbbra is szolgálják digitális és intelligens társadalmunkat.