Grunnlaget for moderne elektronikk: en introduksjon til teknologi for trykte kretskort

Trykte kretskort (PCB) danner det underliggende fundamentet som fysisk støtter og kobler elektroniske komponenter ved hjelp av ledende kobberspor og pads festet til et ikke-ledende underlag. PCB er avgjørende for praktisk talt alle elektroniske enheter, og muliggjør realisering av selv de mest komplekse kretsdesignene til integrerte og masseproduserbare formater. Uten PCB-teknologi ville ikke elektronikkindustrien eksistert slik vi kjenner den i dag.

PCB-fremstillingsprosessen forvandler råmaterialer som glassfiberduk og kobberfolie til presisjonskonstruerte plater. Det involverer over femten komplekse trinn som utnytter sofistikert automatisering og strenge prosesskontroller. Prosessflyten starter med skjematisk innhenting og layout av kretstilkobling på programvare for elektronisk designautomatisering (EDA). Kunstmasker definerer deretter sporplasseringer som selektivt eksponerer lysfølsomme kobberlaminater ved bruk av fotolitografisk bildebehandling. Etsing fjerner ueksponert kobber for å etterlate isolerte ledende veier og kontaktputer.

Flerlagsplater legger sammen stivt kobberbelagt laminat og prepreg-bindeark, og smelter sammen spor etter laminering under høyt trykk og temperatur. Boremaskiner bar tusenvis av mikroskopiske hull som koblet sammen mellom lagene, som deretter blir belagt med kobber for å fullføre 3D-kretsinfrastrukturen. Sekundær boring, plettering og ruting endrer platene ytterligere til de er klare for estetiske silketrykkbelegg. Automatisert optisk inspeksjon og testing validerer mot designregler og spesifikasjoner før kundelevering.

Ingeniører driver kontinuerlige PCB-innovasjoner som muliggjør tettere, raskere og mer pålitelig elektronikk. High-density interconnect (HDI) og ethvert lag-teknologi integrerer nå over 20 lag for å rute komplekse digitale prosessorer og radiofrekvenssystemer (RF). Rigid-flex plater kombinerer stive og fleksible materialer for å møte krevende formkrav. Keramiske og isolasjonsmetallunderlag (IMB) støtter ekstremt høye frekvenser opp til millimeterbølge RF. Industrien tar også i bruk miljøvennligere prosesser og materialer for bærekraft.

Den globale PCB-industriens omsetning overstiger 75 milliarder dollar hos over 2000 produsenter, etter å ha vokst med 3,5 % CAGR historisk. Markedsfragmenteringen er fortsatt høy selv om konsolideringen fortsetter gradvis. Kina representerer den største produksjonsbasen med over 55 % andel, mens Japan, Korea og Taiwan følger med på over 25 % til sammen. Nord-Amerika står for mindre enn 5 % av den globale produksjonen. Bransjelandskapet skifter mot Asias fordel i skala, kostnader og nærhet til store elektronikkforsyningskjeder. Land opprettholder imidlertid lokale PCB-kapasiteter som støtter forsvar og immaterielle rettigheter.

Etter hvert som innovasjoner innen forbrukerutstyr modnes, driver fremvoksende applikasjoner innen kommunikasjonsinfrastruktur, transportelektrifisering, automasjon, romfart og medisinske systemer langsiktig PCB-industrivekst. Fortsatte teknologiforbedringer bidrar også til å spre elektronikk bredere på tvers av industrielle og kommersielle bruksområder. PCB vil fortsette å tjene vårt digitale og smarte samfunn de neste tiårene.