Что такое печатная плата

Печатная плата, она же «Printed Circuit Board» на английском, является монтажной площадкой для микросхем, конденсаторов, резисторов, диодов и прочих деталей. Таковая присутствует практически в каждом более менее серьёзном электронном устройстве. В радиоприёмниках, телевизорах, мобильных телефонах, всяких других приборах. Если вы снимете крышку корпуса настольного ПК, то увидите одну большую плату, материнскую, а также несколько поменьше. В общем, будем разбираться с сутью столь распространённого явления.

Суть простыми словами

Основа для платы изготавливается так: берётся диэлектрический материал (не проводящий ток), к нему намертво приклеивается слой медной фольги. В качестве диэлектрика выступает гетинакс или стеклотекстолит. Для приборов, работающих в диапазонах сверхвысоких частот — фторопласт. Фольга может быть приклеена с двух сторон, если одной мало. И даже находиться внутри в качестве дополнительного проводника в многослойной плате.

Итак, пластина из гетинакса или более надёжного текстолита обрезается до нужного размера. Затем на ней печатается рисунок из дорожек-проводников. Используется лак, устойчивый к кислоте.

Конечно, предварительно разрабатывается схема этих дорожек, служащих электрическими соединениями между деталями. Разрабатывается так, чтобы монтаж получился компактным. Бывает, рисунок доводится печатать на двух сторонах, если схема сложная и одного слоя фольги недостаточно для обеспечения всех соединений.

После того, как изображение дорожек нанесено, осуществляется процесс вытравливания платы. Вернее, не самой платы, а лишних участков меди, не закрытых лаком. Например, с помощью соляной кислоты, смешанной с концентрированной перекисью водорода.

Удалить лишнюю медь можно механически — фрезеровкой, ну или вроде того. Также иногда применяется продвинутая технология — выжигание лазером. Называется «лазерная гравировка».

Лак счищается (ежели способ был химическим), а медные дорожки подвергаются процессу лужения – покрываются тонким слоем расплавленного припоя (олова с разными добавками). После чего в плате просверливают дырочки для вставки контактов деталей (выводов).

Вставленные (с другой стороны) детали припаиваются контактами к дорожкам – и электронная начинка прибора готова к размещению в надлежащем месте (внутри корпуса).

Если монтаж односторонний, то дырочки не сверлят, детали припаивают прямиком к рисунку дорожек. В смысле, монтируют с той же стороны, где эти самые дорожки расположены.

Вместо самих деталей нередко припаиваются гнёзда («площадки») для вставки разных микросхем, боящихся воздействия высокой температуры. Ну и ещё всякие разъёмы, слоты etc.

Разновидности

Вкратце разновидности печатных плат можно описать примерно так:

• односторонние, с фольгой только на одной стороне (не путать с односторонним монтажом);

• двусторонние (фольга приклеена к обеим поверхностям);

• многослойные (фольга есть и внутри);

• гибкие, из полиимида, чтобы можно было, загнув края, втискивать туда, где не хватает места для обычной, жёсткой (сюда же можно отнести гибко-жёсткие, гнущиеся частично);

• содержащие под диэлектриком металлическую основу, к примеру, из алюминия, служащую радиатором (вот тут-то без одностороннего монтажа никак не обойтись).

Проектирование

Спроектировать и нарисовать схему дорожек-проводников вручную можно без особого труда, если речь идёт о совсем уж простеньком устройстве. А для создания сложных рисунков применяется специальное программное обеспечение.

Например, «OrCAD» от конторы «Cadence Design Systems», «Altium Designer» (замена устаревшей «P-CAD» от фирмы «Altium»), а также программа с довольно юмористичным названием «TopoR» (расшифровывается как «Topological Router») от российской компании «Эрмекс». Правда, до полноценности этому продукту ещё далеко.

Подобные программы входят в категорию «САПР» (что расшифровывается как «система автоматизированногопроектирования»).

Обращение

К гетинаксу медная фольга приклеивается не так качественно, как к стеклотекстолиту, поэтому дорожки могут отслаиваться, если что-то выпаивать, вытаскивать и впаивать замену. Да и стеклотекстолит тоже не идеален.

В общем, если в вашем компьютерном устройстве с истёкшим сроком гарантии необходимо заменить, к примеру, раздувшийся электролитический конденсатор, то лучше доверьте это дело специалисту. Не пытайтесь сэкономить на ремонте, даже если сами умеете пользоваться паяльниками с тонким жалом и теплоотводами.

Комплектующие для настольных ПК часто продаются в виде готовых плат, также называемых картами (например, видеокарта, звуковая карта). Такое изделие достаточно установить надлежащим образом на материнскую плату, воткнув в слот (предварительно обесточив компьютер, разумеется). Действовать нужно осторожно, дабы не повредить детали и дорожки. Помните, что неработающие комплектующие, имеющие механические повреждения, гарантийной замене не подлежат.

Телефоны

Самые хилые печатные платы — у мобильных телефонов. Аппарат способен выйти из строя в результате банального попадания под ливень. Даже если вы, будучи застигнутым непогодой на пикнике, успеете вытащить аккумулятор и внутри ничего не сгорит от замыкания, даже если удастся развинтить корпус и просушить внутренности, всё равно может начаться коррозия металлических соединений между слоями дорожек-проводников.

Правда, вполне вероятно, они протянут дольше, чем электрические контакты разъёмов и клавиш. А дисплей, намокший с внутренней стороны, выйдет из строя наверняка. Но плата с микрочипом — самый дорогостоящий компонент, её нужно сберечь, поэтому сразу несите аппарат в сервис.

В общем, если вы турист, спортсмен, путешественник, то приобретайте водонепроницаемый телефон. Заодно и противоударный. Такие модели существуют, но их доведётся искать и заказывать в интернет-магазинах. Встретить подобные аппараты на обычных прилавках реальных торговых точек не так уж легко, поскольку массовая надёжность и долговечность производителям ни к чему — снизятся объёмы продаж.

Заключение

Даже если ваше знакомство с компьютерным «железом» ограничивается периодической покупкой и вставкой карт в настольный ПК, вам не помешает помнить следующее. Печатная плата боится: 1) сильного нагревания паяльником; 2) влаги; 3) химического и грубого механического воздействия, а также прочей неосторожности. Не царапайте, не роняйте, не меняйте детали самостоятельно, ничем не заливайте — и всё будет в порядке.