في عالم الإلكترونيات المعقدة، عدد قليل من المكونات هي أساسية ومكتشفة مثل لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).الـ (بي سي بي) هي الأبطال الغير معروفين الذين يعملون على كل جهاز إلكتروني تقريباً نتفاعل معه يومياًمن الهاتف الذكي في جيبك إلى المعدات الطبية المعقدة، هذه اللوحات متعددة المواد، متعددة الطبقات تشكل الأساس المستقر الذي بنيت عليه حياتنا الرقمية.
في جوهرها، لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) هي قاعدة ميكانيكية تستخدم للحفاظ على وتوصيل الكهربائية مكونات الدوائر الكهربائية.إنها بنية "ساندويتش" مصممة بدقة من طبقات موصلة وعازلة، مصممة لتحل محل الأسلاك الضخمة وغير الموثوق بها من نقطة إلى نقطة من الأنظمة الإلكترونية القديمة.
يتكون PCB النموذجي من:
الركيزة (النواة): هذه هي المادة العازلة الأساسية ، وعادة ما تكون الراتنج الايبوكسي المقوى بالألياف الزجاجية (FR-4) ، ولكن أيضًا البوليميد للتطبيقات المرنة ،أو حتى المعدن لتحسين إدارة الحرارةإنه يوفر قوة ميكانيكية وعزل كهربائي
طبقات النحاس: يتم طلاء طبقات رقيقة من ورق النحاس على أو بين طبقات الركيزة. يتم حفرها لإنشاء مسارات الموصلات للدارة ، والمعروفة باسم آثار ،و نقاط الاتصال للمكونات، تسمى وسائد.
قناع اللحام: طبقة من البوليمر الوقائية، عادة ما تكون خضراء، يتم تطبيقها على آثار النحاس لمنع حلقات قصيرة والحماية من الأكسدة.انها تعرض فقط وسائط حيث المكونات سيتم لحام.
الشاشة الحريرية: طبقة حبر غير موصلة ، عادةً بيضاء ، تستخدم لطباعة الملصقات والمشاركات المرجعية ومخططات المكونات والشعارات على سطح PCB لتجميعها وإصلاح الأخطاء.
و هي مسؤولة عن توجيه تدفق التيار الحالي بين كل من المكونات النشطة (مثل الترانزستورات والدوائر المتكاملة التي تولد أو تضخيم الإشارات) والمكونات السلبية (مثل المقاومةمكثفاتيتم إجراء الاتصالات الكهربائية بين الطبقات من خلال ثقوب مثقبة ومصفوفة تسمى القنوات.
تأتي أقراص PCB في مجموعة متنوعة من التكوينات ، كل منها محسّن لمتطلبات الأداء المختلفة ، وقيود المساحة ، واعتبارات التكلفة.
أقراص PCB أحادية الجانب: النوع الأبسط والأكثر فعالية من حيث التكلفة ، مع آثار موصلة على جانب واحد فقط من الركيزة. مثالية للأجهزة الإلكترونية الأساسية.
أقراص PCB مزدوجة الجانب: تتميز بطبقات موصلة على جانبي الركيزة ، مترابطة ببعضها البعض بواسطة ثقوب ملفقة. وهذا يسمح بكمية أكبر من المكونات وتوجيهات أكثر تعقيدًا.
أقراص PCB متعددة الطبقات: تتكون من ثلاث أو أكثر من طبقات النحاس الموصلة ، مفصولة بواسطة مادة عازلة (prepreg) ومصفوفة معًا تحت الحرارة والضغط.أنها توفر كثافة أعلى بكثير من المكونات، تحسين سلامة الإشارة، وتعزيز إدارة الحرارة، ضرورية للأجهزة الحديثة المعقدة.
PCBات صلبة: النوع الأكثر شيوعًا ، المصنوعة من مواد رصيدة غير مرنة مثل FR-4 ، وهي متينة ومستقرة وفعالة من حيث التكلفة لإنتاج الجماهير.
أقراص PCB المرنة: مبنية على أسس بلاستيكية مرنة ، عادةً بوليميد. يمكن لهذه الألواح أن تنحني وتلتوي وتطوي ، مما يجعلها مثالية للأجهزة المدمجة ، والأجهزة القابلة للارتداء ،وتطبيقات تتطلب حركة.
شرائح PCB الصلبة المرنة: تجمع بين عناصر اللوحات الصلبة والمرنة، مع أقسام صلبة مترابطة بالدائرات المرنة. وهي تقدم أفضل ما في العالمين: المتانة، كفاءة الفضاء،و القدرات الديناميكية للإنحناء، غالبا ما توجد في الأجهزة الجوية والطبية.
أقراص PCB ذات الكثافة العالية: تتميز بالخطوط والفراغات الدقيقة، والقنوات الصغيرة، وكثافة منصات الاتصال العالية. تتيح تقنية HDI تصميمات أكثر تكثيفًا وخفة الوزن,خاصة للأجهزة المحمولة والحوسبة عالية الأداء.
أقراص PCB عالية التردد: مصممة للتطبيقات التي تتطلب نقل إشارات عالية السرعة.غالباً ما تستخدم مواد متخصصة ذات خسائر منخفضة للحفاظ على سلامة الإشارة في أنظمة الاتصالات والرادار.
أقراص PCB ذات النواة المعدنية (MCPCBs): تستخدم قاعدة معدنية (مثل الألومنيوم) لتبديد الحرارة بكفاءة ، وهو أمر بالغ الأهمية لإضاءة LED عالية الطاقة وتطبيقات السيارات.