Основы современной электроники: введение в технологию печатных плат

Печатные платы (PCB) образуют основу, которая физически поддерживает и электронно соединяет электронные компоненты с помощью проводящих медных дорожек и площадок, прикрепленных к непроводящей подложке.Печатные платы необходимы практически для каждого электронного устройства, позволяя реализовать даже самые сложные схемотехнические решения в интегрированных и массово производимых форматах.Без технологии печатных плат электронная промышленность не существовала бы в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.

В процессе изготовления печатных плат сырье, такое как стеклоткань и медная фольга, преобразуется в прецизионные платы.Он включает в себя более пятнадцати сложных этапов с использованием сложной автоматизации и строгого контроля процесса.Технологический процесс начинается с создания схемы и компоновки соединений цепей в программном обеспечении для автоматизации электронного проектирования (EDA).Затем художественные маски определяют местоположения следов, которые избирательно обнажают светочувствительные медные ламинаты с помощью фотолитографического изображения.Травление удаляет необнаруженную медь, оставляя после себя изолированные проводящие пути и контактные площадки.

Многослойные платы соединяют между собой жесткий ламинат с медным покрытием и связующие листы препрега, сплавляя следы ламинирования под высоким давлением и температурой.Сверлильные машины проделали тысячи микроскопических отверстий, соединяющих слои, которые затем покрываются медью для завершения инфраструктуры трехмерных схем.Вторичное сверление, покрытие и фрезеровка дополнительно модифицируют платы до тех пор, пока они не будут готовы к нанесению эстетичного шелкографии.Автоматизированный оптический контроль и тестирование проверяют соответствие правилам проектирования и спецификациям перед поставкой заказчику.

Инженеры постоянно внедряют инновации в печатные платы, обеспечивая более плотную, быструю и надежную электронику.Технологии межсоединений высокой плотности (HDI) и любого уровня теперь объединяют более 20 уровней для маршрутизации сложных цифровых процессоров и радиочастотных (РЧ) систем.Жестко-гибкие плиты сочетают в себе жесткие и гибкие материалы для удовлетворения строгих требований к форме.Подложки с керамической и изоляционной металлической основой (IMB) поддерживают чрезвычайно высокие частоты вплоть до миллиметровых волн.В целях устойчивого развития в отрасли также применяются более экологически чистые процессы и материалы.

Глобальный оборот индустрии печатных плат превышает 75 миллиардов долларов среди более чем 2000 производителей, при этом исторически среднегодовой темп роста составил 3,5%.Фрагментация рынка остается высокой, хотя консолидация происходит постепенно.Китай представляет собой крупнейшую производственную базу с долей более 55%, а Япония, Корея и Тайвань в совокупности занимают более 25%.На долю Северной Америки приходится менее 5% мирового производства.Ландшафт отрасли смещается в сторону преимущества Азии в масштабах, затратах и ​​близости к основным цепочкам поставок электроники.Тем не менее, страны сохраняют местные мощности по производству печатных плат, поддерживающие оборону и защиту интеллектуальной собственности.

По мере развития инноваций в сфере потребительских гаджетов новые приложения в инфраструктуре связи, электрификации транспорта, автоматизации, аэрокосмической отрасли и медицинских системах способствуют долгосрочному росту индустрии печатных плат.Постоянное совершенствование технологий также способствует более широкому распространению электроники в промышленных и коммерческих целях.Печатные платы будут продолжать служить нашему цифровому и умному обществу в ближайшие десятилетия.