The Foundations of Modern Electronics: Isang Panimula sa Printed Circuit Board Technology

Ang mga naka-print na circuit board (PCB) ay bumubuo sa pinagbabatayan na pundasyon na pisikal na sumusuporta at elektronikong nagkokonekta ng mga elektronikong sangkap gamit ang mga conductive na bakas ng tanso at mga pad na nakadikit sa isang non-conductive na substrate. Ang mga PCB ay mahalaga sa halos lahat ng elektronikong aparato, na nagbibigay-daan sa pagsasakatuparan ng kahit na ang pinaka-kumplikadong mga disenyo ng circuit sa pinagsama-samang at mass producible na mga format. Kung walang teknolohiya ng PCB, hindi iiral ang industriya ng electronics tulad ng alam natin ngayon.

Binabago ng proseso ng paggawa ng PCB ang mga hilaw na materyales tulad ng fiberglass na tela at copper foil sa mga precision engineered board. Ito ay nagsasangkot ng higit sa labinlimang kumplikadong mga hakbang na gumagamit ng sopistikadong automation at mahigpit na mga kontrol sa proseso. Ang daloy ng proseso ay nagsisimula sa schematic capture at layout ng circuit connectivity sa electronic design automation (EDA) software. Tinutukoy ng mga artwork mask ang mga bakas na lokasyon na piling inilalantad ang mga photosensitive na copper laminate gamit ang photolithographic imaging. Ang pag-ukit ay nag-aalis ng hindi nakalantad na tanso upang maiwan ang mga nakahiwalay na conductive pathway at mga contact pad.

Ang mga multi-layer boards na sanwits ay pinagsama ang matibay na copper clad laminate at prepreg bonding sheet, na nagsasama ng mga bakas sa paglalamina sa ilalim ng mataas na presyon at temperatura. Ang mga drilling machine ay may libu-libong microscopic na butas na nag-uugnay sa pagitan ng mga layer, na pagkatapos ay nilalagyan ng tanso upang makumpleto ang 3D circuitry infrastructure. Ang pangalawang drilling, plating, at routing ay higit pang nagbabago sa mga board hanggang handa na para sa aesthetical silkscreen coatings. Ang awtomatikong optical inspeksyon at pagsubok ay nagpapatunay laban sa mga panuntunan sa disenyo at mga detalye bago ang paghahatid ng customer.

Ang mga inhinyero ay nagtutulak ng tuluy-tuloy na mga inobasyon ng PCB na nagbibigay-daan sa mas siksik, mas mabilis, at mas maaasahang electronics. Ang high density interconnect (HDI) at anumang-layer na teknolohiya ay nagsasama na ngayon ng higit sa 20 layer upang iruta ang mga kumplikadong digital processor at radio frequency (RF) system. Pinagsasama ng mga rigid-flex board ang matigas at nababaluktot na mga materyales upang matugunan ang hinihinging mga kinakailangan sa hugis. Sinusuportahan ng mga substrate ng ceramic at insulation metal backing (IMB) ang matinding mataas na frequency hanggang millimeter-wave RF. Gumagamit din ang industriya ng mga proseso at materyales na nakakapagbigay ng kapaligiran para sa pagpapanatili.

Ang pandaigdigang paglilipat ng industriya ng PCB ay lumampas sa $75 bilyon sa mahigit 2,000 na mga tagagawa, na lumaki sa 3.5% CAGR sa kasaysayan. Nananatiling mataas ang fragmentation ng merkado kahit na unti-unting nagpapatuloy ang konsolidasyon. Kinakatawan ng China ang pinakamalaking base ng produksyon na may higit sa 55% na bahagi habang ang Japan, Korea at Taiwan ay sumusunod sa higit sa 25% nang sama-sama. Ang Hilagang Amerika ay nagkakahalaga ng mas mababa sa 5% ng pandaigdigang output. Ang landscape ng industriya ay lumilipat patungo sa kalamangan ng Asia sa laki, gastos, at kalapitan sa mga pangunahing electronics supply chain. Gayunpaman, pinananatili ng mga bansa ang mga lokal na kakayahan ng PCB na sumusuporta sa mga sensitibong depensa at intelektwal na ari-arian.

Habang tumatanda ang mga inobasyon sa mga gadget ng consumer, ang mga umuusbong na aplikasyon sa imprastraktura ng komunikasyon, elektripikasyon ng transportasyon, automation, aerospace, at mga sistemang medikal ay nagtutulak sa pangmatagalang paglago ng industriya ng PCB. Ang patuloy na pagpapahusay ng teknolohiya ay nakakatulong din sa pagpaparami ng electronics nang mas malawak sa mga pang-industriya at komersyal na mga kaso ng paggamit. Ang mga PCB ay magpapatuloy sa paglilingkod sa ating digital at matalinong lipunan sa mga darating na dekada.