Temelji sodobne elektronike: Uvod v tehnologijo tiskanih vezij

Tiskana vezja (PCB) tvorijo osnovni temelj, ki fizično podpira in elektronsko povezuje elektronske komponente z uporabo prevodnih bakrenih sledi in blazinic, pritrjenih na neprevodno podlago. PCB-ji so bistvenega pomena za praktično vsako elektronsko napravo, saj omogočajo realizacijo celo najbolj zapletenih zasnov vezij v integrirane in množično izdelane formate. Brez tehnologije PCB elektronska industrija ne bi obstajala, kot jo poznamo danes.

Proces izdelave PCB pretvori surovine, kot sta tkanina iz steklenih vlaken in bakrena folija, v natančno izdelane plošče. Vključuje več kot petnajst zapletenih korakov, ki izkoriščajo sofisticirano avtomatizacijo in strog nadzor procesov. Potek procesa se začne s shematskim zajemanjem in postavitvijo povezljivosti vezja v programski opremi za avtomatizacijo elektronskega načrtovanja (EDA). Maske umetniških del nato definirajo lokacije sledi, ki selektivno izpostavijo fotoobčutljive bakrene laminate z uporabo fotolitografskega slikanja. Z jedkanjem se odstrani neizpostavljen baker, da ostanejo izolirane prevodne poti in kontaktne ploščice.

Večslojne plošče združujejo togi laminat, prevlečen z bakrom, in prepreg vezne plošče, pri čemer se sledi taljenja pri laminaciji pod visokim pritiskom in temperaturo. Vrtalni stroji izvrtajo na tisoče mikroskopskih lukenj, ki se povezujejo med plastmi, ki se nato prekrijejo z bakrom, da se dokonča infrastruktura 3D vezja. Sekundarno vrtanje, prevleka in rezkanje nadalje spreminjajo plošče, dokler niso pripravljene za estetske premaze s sitotiskom. Avtomatsko optično preverjanje in testiranje preverja glede na pravila in specifikacije načrtovanja pred dostavo stranki.

Inženirji spodbujajo nenehne inovacije PCB, ki omogočajo gostejšo, hitrejšo in zanesljivejšo elektroniko. Tehnologije medsebojnega povezovanja visoke gostote (HDI) in katere koli plasti zdaj vključujejo več kot 20 plasti za usmerjanje kompleksnih digitalnih procesorjev in radiofrekvenčnih (RF) sistemov. Toge-fleksibilne plošče združujejo toge in prožne materiale za izpolnjevanje zahtevnih zahtev glede oblike. Keramične in izolacijske kovinske podlage (IMB) podpirajo izjemno visoke frekvence do RF milimetrskih valov. Industrija prav tako sprejema okolju prijaznejše procese in materiale za trajnost.

Globalni promet industrije tiskanih vezij presega 75 milijard dolarjev pri več kot 2000 proizvajalcih, pri čemer je v preteklosti rasel za 3,5 % CAGR. Razdrobljenost trga ostaja visoka, čeprav konsolidacija poteka postopoma. Kitajska predstavlja največjo proizvodno bazo z več kot 55-odstotnim deležem, sledijo pa ji Japonska, Koreja in Tajvan z več kot 25-odstotnim skupno. Severna Amerika predstavlja manj kot 5 % svetovne proizvodnje. Industrijska krajina se premika proti prednosti Azije v obsegu, stroških in bližini večjih dobavnih verig elektronike. Vendar pa države ohranjajo lokalne zmogljivosti PCB, ki podpirajo občutljivost obrambe in intelektualne lastnine.

Medtem ko inovacije v potrošniških pripomočkih dozorevajo, nastajajoče aplikacije v komunikacijski infrastrukturi, elektrifikaciji transporta, avtomatizaciji, vesoljskih in medicinskih sistemih spodbujajo dolgoročnejšo rast industrije PCB. Nenehne tehnološke izboljšave prav tako pomagajo pri širšem širjenju elektronike v primerih industrijske in komercialne uporabe. PCB-ji bodo v naslednjih desetletjih še naprej služili naši digitalni in pametni družbi.