Ca componentă de bază a dispozitivelor electronice, placa de circuit imprimat, care pare a fi o placă plată, conține de fapt o structură complexă compusă din mai multe straturi cu diferite funcții. Fiecare strat este ca o componentă cheie în instrumentele de precizie, jucând un rol indispensabil în funcționarea dispozitivelor electronice. Înțelegerea rolurilor fiecărui strat în placa de circuite imprimate poate ajuta oamenii să dobândească o înțelegere mai profundă a principiilor de lucru ale dispozitivelor electronice și să ofere baze teoretice importante pentru proiectarea, fabricarea și întreținerea electronică.
1, Stratul conductiv: un canal de transmisie pentru semnale și energie
(1) Strat conductor exterior
Stratul conductor exterior al plăcii de circuit imprimat este de obicei situat în straturile de sus și de jos ale plăcii de circuite și este zona principală pentru lipirea pinii componentelor electronice. Aceste două straturi sunt acoperite cu un strat subțire de folie de cupru prin intermediul tehnologiei de-cupru, care are o conductivitate bună și poate oferi puncte de conectare electrică pentru componentele electronice. De exemplu, pe o placă de control LED simplă, stratul conductor superior poate fi folosit pentru a lipi pinii chipurilor LED, în timp ce stratul conductor inferior poate fi utilizat pentru a conecta câțiva pini ai sursei de alimentare și ai cipul de control. În același timp, firele de pe stratul conductor exterior sunt responsabile pentru conectarea diferitelor componente pentru a forma o buclă completă a circuitului, realizând transmisia de semnale și energie electrică. În proiectarea circuitelor de-înaltă frecvență, aspectul stratului conductor exterior trebuie să ia în considerare și integritatea semnalului. Prin controlul lungimii, lățimii și distanței circuitului, reflectarea semnalului și diafonia pot fi reduse.
(2) Strat conductor interior
Pentru plăcile cu circuite imprimate multi-strat, stratul conductor interior joacă un rol crucial în transmisia semnalului și distribuția puterii. Stratul conductor interior este, de asemenea, compus din folie de cupru, iar modelele de circuite complexe sunt formate prin procesul de gravare. Aceste linii sunt ca o „rețea de transport” în interiorul unei plăci de circuite, conectând împreună componente din diferite zone. În plăcile de bază-de înaltă performanță pentru computere, stratul conductor interior este împărțit în mai multe straturi de putere și semnal. Stratul de putere este utilizat pentru a furniza o sursă de alimentare stabilă pentru diferite componente electronice, cum ar fi diferitele tensiuni cerute de CPU, memorie și alte componente de pe placa de bază, care sunt distribuite prin stratul de putere interior; Stratul de semnal este responsabil pentru transmiterea-de semnale de date de mare viteză, cum ar fi linia de transmisie a datelor dintre CPU și placa grafică. Prin aranjarea rezonabilă în stratul interior, interferențele externe pot fi reduse eficient, asigurând stabilitatea și acuratețea transmisiei semnalului.
2, Strat de izolație: o barieră solidă pentru a asigura izolarea electrică
Stratul de izolație este situat între straturile conductoare și este realizat în principal din materiale izolatoare, cum ar fi panoul de sticlă din rășină epoxidică. Funcția sa de bază este de a realiza izolarea electrică între straturile conductoare, de a preveni scurtcircuitele între circuite cu straturi conductoare diferite și de a asigura că curentul curge conform circuitului predeterminat. Performanța stratului de izolație este crucială pentru fiabilitatea generală a plăcii de circuit imprimat. Materialele de izolare de înaltă calitate au rezistență ridicată la izolație, constantă dielectrică scăzută și proprietăți mecanice bune. În circuitele de-înaltă tensiune, stratul de izolație trebuie să reziste la tensiuni înalte fără a fi rupt. De exemplu, în placa de circuit imprimat a unui adaptor de alimentare, stratul de izolație ar trebui să asigure o izolație sigură între părțile de intrare de înaltă-tensiune și de ieșire de-tensiune joasă pentru a evita riscul de șoc electric pentru utilizatori. În același timp, stratul de izolație oferă, de asemenea, suport mecanic pentru stratul conductor, sporind rezistența generală și stabilitatea plăcii de circuit, făcându-l mai puțin predispus la deformare sau deteriorare în timpul instalării și utilizării.
3, Strat de protecție: o armură de protecție care rezistă la eroziunea externă
(1) Strat de mască de lipit
Stratul de mască de lipit este în general acoperit pe stratul conductor exterior al plăcii de circuit imprimat și este un strat de cerneală izolatoare verde (sau alte culori). Funcția sa principală este de a preveni formarea punților de lipire în timpul procesului de sudare și de a evita scurtcircuitele între diferite circuite din cauza aderenței lipirii. Stratul de mască de lipit este expus prin expunere, dezvoltare și alte procese pentru a deschide ferestrele în pozițiile suporturilor de lipit care trebuie lipite, expunând folia de cupru, în timp ce alte zone sunt acoperite cu cerneală pentru mască de lipit. În procesul de lipire prin valuri pentru producția în masă de produse electronice, stratul de mască de lipit poate împiedica eficient lipirea să adere la zonele fără tampon, îmbunătățind acuratețea și eficiența producției de lipire. În plus, stratul de mască de lipit poate proteja, de asemenea, folia de cupru de pe suprafața plăcii de circuite de eroziunea mediului extern, cum ar fi împiedicarea umidității și a gazelor corozive din aer să oxideze și să corodeze folia de cupru, prelungind astfel durata de viață a plăcii de circuit imprimat.
(2) Strat de serigrafie
Stratul de serigrafie este situat deasupra stratului de mască de lipit și este de obicei imprimat cu cerneală albă. Este folosit în principal pentru a identifica poziția, polaritatea, modelul și alte informații importante ale componentelor de pe plăcile de circuite. De exemplu, dimensiunea ambalajului și direcția de polaritate a componentelor precum rezistențele, condensatorii, diodele etc. vor fi marcate pe placa de circuit imprimat prin serigrafie, ceea ce facilitează tehnicienilor să identifice rapid componentele în timpul asamblarii și întreținerii. În plus, stratul de serigrafie imprimă și informații de identificare, cum ar fi numele, numărul versiunii și producătorul plăcii de circuite, ceea ce ajută la trasabilitatea și gestionarea produsului. Prezența straturilor de matase face producția, asamblarea și întreținerea plăcilor de circuite mai convenabile și mai eficiente, reducând rata de eșec cauzată de erorile de instalare a componentelor.
4, Alte straturi funcționale speciale
(1) Strat de disipare a căldurii
În unele dispozitive electronice de-putere mare și generatoare de căldură semnificativ, cum ar fi plăcile grafice-de înaltă performanță și modulele de alimentare pentru server, pe placa de circuit imprimat sunt instalate straturi dedicate de disipare a căldurii. Stratul de disipare a căldurii este de obicei realizat dintr-un material metalic cu conductivitate termică bună, cum ar fi cuprul sau aluminiul, care este în contact strâns cu elementul de încălzire și poate disipa rapid căldura. Prin coordonarea stratului de disipare a căldurii cu radiatoarele (cum ar fi radiatoarele și ventilatoarele), temperatura componentelor electronice poate fi redusă eficient, asigurându-se că acestea funcționează în intervalul normal de temperatură de funcționare și evitând degradarea performanței sau chiar deteriorarea componentelor cauzate de supraîncălzire.
(2) Strat de ecranare
Pentru dispozitivele electronice sensibile la interferențe electromagnetice, cum ar fi echipamente de comunicație, instrumente electronice medicale etc., pe placa de circuit imprimat va fi adăugat un strat de ecranare. Stratul de ecranare este în general compus din materiale metalice, cum ar fi folie de cupru și folie de aluminiu. Prin tratamentul de împământare, poate ghida semnalele de interferență electromagnetică externă în pământ și poate preveni scurgerea semnalelor electromagnetice generate în interiorul plăcii de circuite și interferarea cu alte dispozitive electronice. Designul și aspectul stratului de ecranare trebuie optimizate în funcție de mediile electromagnetice specifice și cerințele echipamentelor pentru a obține cel mai bun efect de ecranare electromagnetică, asigurând funcționarea normală și calitatea semnalului dispozitivelor electronice.