תוֹכֶן
למעגלים אלקטרוניים יש רכיבים כמו נגדים, קבלים, טרנזיסטורים ומעגלים משולבים המחוברים זה לזה כדי להפוך מוצרים פשוטים כמו פעמון או מורכבים כמו מחשב.
המעגלים הקדומים ביותר הורכבו ביד, שיטה מייגעת, שבצורה אחת הייתה כרוכה בחיתוך ידני, גזירה והלחמה של חוטים בודדים רופפים. הייצור בדרך זו היה איטי ונוטה לטעות. בנוסף, מיקום החוטים השתנה מטכנאי לטכנאי, מה שגרם לקשיים בבדיקת העבודה או בתיקון טעויות.
המצאת לוח המעגלים ה- ed, המכונה גם לוח PC או PCB, הובילה להרכבה אלקטרונית מהירה וקלה יותר ואפשרה יצירת מעגלים עם מאות רכיבים - בלתי אפשרי בעבודה ידנית.
ה- PCB הטיפוסי בנוי מלוח מפיברגלס אפוקסי ומחליף חוטים ב"עקבות "המצוידים בצילום ואז נחרטת כימית על שכבות נחושת. התוצאה היא תבנית של קווים מוליכים המחוברים היטב ללוח ומחברים חלקים אלקטרוניים בדיוק כמו חוטים.
סוגי PCBs
סוגים רבים של PCB פותחו למטרות שונות. צעצוע זול עשוי להשתמש ב חד צדדי כיוון שהמרכיבים המעטים ומספר העקבות הקטן יתאימו בצד אחד. מעגל גדול יותר עשוי להזדקק ל דו צדדי PCB, הדורש עקבות משני הצדדים כדי ליצור את כל החיבורים הדרושים.
מעגלים מורכבים עוד יותר דורשים שכבות נוספות. א ארבע שכבות ל- PCB שתי שכבות פנימיות, בדרך כלל לחיבורי קרקע וכוח לרכיבים, ומשאירות את שתי השכבות החיצוניות עבור החיווט בין הרכיבים. במקרה זה, השכבות הפנימיות הן מישורי נחושת רחבים להפצת כוח באיכות גבוהה ומיגון מעולה מפני רעש - יתרונות PCB מובהקים על פני לוחות חוטי יד.
מחשבים שולחניים וניידים כוללים מעגלים משולבים רבים עם אלפי חיבורים ביניהם. הם צריכים א רב שכבתי לוח מעגלים אד, שיכול להיות בעל יותר מ- 40 שכבות ועקבות דקים כמו שיער אנושי. PCB מסוג זה מאפשר למעגל גדול ומורכב לתפוס שטח קטן.
למרות שרוב המעגלים המעודכנים עשויים מפיברגלס אפוקסי, ניתן להשתמש בחומרים אחרים כמו נייר פנולי או טפלון, במקום לעמוד בדרישות המוצר. PCBs טיפוסיים הם קשיחים, אך הם יכולים גם להיות מיוצרים מגיליונות דקים של פלסטיק עמיד לטמפרטורה הניתנים לקיפול כך שיתאים לחללים קטנים או לא שגרתיים.
תכנון וייצור PCB
מהנדסים מעצבים כעת PCBs עם מחשבים, המסייעים ביצירת ובדיקת סידור הרכיבים וניתוב העקבות ביניהם. לאחר מכן ניתן להעביר את העיצוב המוגמר דיגיטלית לחברה המתמחה בייצור לוחות.
מכיוון שניתן לייצר המונית במהירות גבוהה, מעגלי ed עולים הרבה פחות מלוח שווה ערך לחיבור יד. שלא כמו לוחות חוטי יד, מכונות יכולות להתקין במהירות רכיבים על לוח PCB ולהלחם את כולם בבת אחת.
יתרונות PCB נוספים
טכנולוגיית לוח מעגלים ed, עם חיבורים בצפיפות גבוהה ועקבות דקים, מאפשרת להשתמש במכשירים אלקטרוניים קטנים יותר ויותר למוצרים קומפקטיים יותר ויותר. בקיצוניות, רכיבים פסיביים כמו נגדים גדולים בקושי מדגני חול; במעגלים משולבים עשויים להיות מאה חיבורים ארוזים בחלל בגודל ציפורן.
מכיוון ש- PCB המיוצר בהמונים מאותו תכנון זהה, ניתן לבדוק אותם בקלות כדי לאבחן ולתקן בעיות. ל- PCB יש עקבות ורכיבים מוגדרים בבירור המסומנים על פני הלוח, שניהם עוזרים משמעותיים לטכנאי השירותים.
על ידי מתן בסיס יציב לרכיבים וחיסול השונות הנגרמת כתוצאה מחיווט ידני, הגדילו המעגלים ed באופן משמעותי את האמינות של מוצרים אלקטרוניים.
חלקים אינם זזים כאשר הלוח רועד, וזה חשוב עבור PCBs ברכבים כמו מכוניות או חלליות. ניתן לאתר רכיבים באופן שמקטין את האיסוף של הפרעות אלקטרוניות ביניהם או ממקורות חיצוניים. מיקום עקבי של רכיבים ועקבות פירושו ביצוע עקבי, קריטי לכל המכשירים המודרניים המורכבים שלנו, החל מסמארטפונים למחשבים ניידים.