Montag, 26 Juli 2021 16:02

Leiterplatten – Die wichtigsten Informationen

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Leiterplatten Leiterplatten pixabay

Anders gesagt ist die gedruckte Schaltung, oder abgekürzt PCB, ein Komponententräger für elektronische Bauteile, mit dem wir jeden Tag unbewusst in Kontakt treten. Kurzgesagt dienen sie der Befestigung mechanischer Elemente und der elektrischen Verbindung. Was solltest du über sie wissen?

 

Einige Worte zur Geschichte der Platten

Vor der Entdeckung der Leiterplatten waren elektronische Schaltkreise an eine freie Verkabelung gebunden, teilweise wurden Lötstreifen verwendet um sie zu befestigen. Häufig waren sie mechanisch an Hardware-Komponenten gestützt. Produzenten befestigten die Kabeln auf unterschiedlicher Art und Weise. Einige befestigten die Elemente im rechten Winkel, andere Produzenten verwendeten diagonale, eher direktere Anschlüsse.

Das erste Leitbild dieser Platten waren auf hartem Papier genietete Leiterbahnen, welche seit den 1920er Jahren existieren. Die Geschichte der PCB-Leiterplatten begann bereits im Jahr 1943, als der wiener Elektroniker Paul Eisler sie patentierte. Leider wurden sie lange Zeit industriell nicht genützt.

Wie entsteht eine Leiterplatte?

Theoretisch könnte jeder von zu Hause aus eine herstellen. In

Elektro-Fachzeitschriften lassen sich vorgefertigte Pfaddiagramme finden. Sie sollten auf möglichst stark glänzendem Kreidepapier gedruckt werden, man könnte auch spezielles Transferpapier kaufen. Es ist jedoch wichtig einen Laserdrucker zu verwenden und mit der Tinte, sowie auch mit der Skalierung nicht sparsam umzugehen. Für das Ausdrucken sollten Klebeband, Natron und eine Kupferschicht glattgebügelt werden. Im nächsten Schritt sollte das Papier entfernt und mithilfe des       Natriumpersulfats der Ätzungsprozess der Platte durchgeführt werden.

Experten weisen jedoch darauf hin, dass selbstgemachte Platten niemals die Perfektion der von neuzeitigen Maschinen hergestellten Platten erreichen können.

In welchen Parametern können sich gedruckte Schaltungen voneinander unterscheiden?

Wir unterscheiden verschiedene Arten von Platten aufgrund ihrer unterschiedlichen Formen und Parametern. PCB unterscheiden wir aufgrund:

  1. Der Schichtzahl - Hier unterscheiden wir folgende Platten

a. Einseitige – auffindbar auf FR4-, Aluminium- und Mikrowellen-Laminaten
b. Zweiseitige – auffindbar auf FR4-, sowie in Mikrowellen-Laminaten
c. Mehrseitige bis zu achtschichtigen – auf FR4-Laminaten

  1. Des Materials der Platte: Am häufigsten sind FR4-, CEM-, und Teflonplatten
  2. Der Plattendicke: Die dicksten von ihnen sind mehr als 1,5 und die dünnsten (elastische Folien) können sogar nur 0,15mm dick sein;
  3. Ihrer Strombelastbarkeit – diese hängt von der Kupferfoliendicke

Wie lässt sich die Qualität der Platte erkennen?

Eine gute Leiterplatte lässt sich vor allem daran erkennen, dass sie den Anforderungen der Person entspricht, die sich für ihren Kauf entschieden hat. Sie soll die Erwartungen hinsichtlich der elektrischen und diakritischen Eigenschaften realisieren. Sie besitzt eine lange Funktionsdauer und ist gegen verschiedene externe Faktoren, sowie Arbeitsumgebungen resistent. Zusätzlich charakterisiert sie sich durch ein tadelloses Erscheinungsbild, welches Bescheibungen und Lötstopplacken beinhaltet.

Auf welche Weise werden die Leiterplatten projektiert?

Der Prozess an sich beginnt mit dem Auswählen der geeigneten Komponenten, sowie dem Erstellen der Verbindung zwischen ihnen. Diese Daten werden dann im Simulator eingegeben, welcher der Projektantin/ dem Projektanten die Gewissheit gibt, keinen Fehler gemacht zu haben. Falls dieser Test positiv ausfällt, beginnt der tatsächliche

PCB-Produktionsprozess.

Die Projektantin/ der Projektant muss auf viele Problempunkte achten. Die Pfade dürfen nicht zu dicht nebeneinander platziert werden, da dies zu Kopplungen zwischen den einzelnen Signalen führen könnte. Darüber hinaus müssen potentielle Systemstörungen verschiedener Art berücksichtigt werden. Es muss auch die vorgesehene Temperatur geachtet werden, unter welcher die Komponenten und Platten miteinander arbeiten. Eine etwas zu hohe Temperatur könnte zu einer Lösung der Elemente und zu einer Verringerung der Festigkeit einzelner Verbindungen auf der Platte führen. Auf der Basis dieser Daten muss die Projektantin/ der Projektant den Einsatz eines Kühlsystems in Erwägung ziehen oder die Effizienz der Platten erhöhen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Produktionsprozess der Platten ein großes Fachwissen und die notwendige Erfahrung erfordert. Bezüglich dessen sollten Sie sich für Lösungsvorschläge von Unternehmen entscheiden, welche schon seit Jahren auf dem Markt fungieren und Erfahrungen in dieser Branche besitzen.

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