Hva er et kretskort (PCB)?

Et trykt kretskort (PCB) er en struktur for å sette sammen elektroniske komponenter og deres tilkoblinger til en enhetlig krets som tillater elektrisk nåværende å passere mellom komponentene. PCB baseboard er vanligvis laget av et stivt ikke-ledende materiale, selv om det også kan bygges på en fleksibel base eller på en base som består av både stive og fleksible materialer. Elektroniske komponenter som f.eks dioder, inductors og transistorer festes til kretskortet, og spor (elektriske ledninger) kobler sammen komponenter.

Trykte kretskort støtter elektroniske enheter av alle typer og størrelser. For eksempel inneholder mange forbrukerprodukter PCB, bl.a bærbare datamaskiner, tabletter, smartphones og smartwatches, samt apparater, underholdningssystemer og IoT-enheter. PCB driver også kommunikasjons- og navigasjonssystemer og finnes i industri- og medisinsk utstyr, biler, fly og sjøfartøyer.

Trykte kretskortlag

Et PCB kan være enkeltlags, dobbeltlags eller flerlags. Enkeltlags PCB brukes vanligvis til enkle elektroniske enheter som husholdningsapparater, mens flerlags PCB har en tendens til å bli bygget for mer komplekse maskinvare, for eksempel datagrafikkkort og hovedkort. Dobbeltlags PCB gir større tetthet enn enkeltlags PCB og brukes for eksempel til elektroniske enheter som bilinstrumentbord eller LED-belysning.

En PCBs lagtelling er vanligvis basert på antallet ledende lag. Et PCB inkluderer imidlertid også andre typer lag, som er laminert sammen i vekslende mønstre av ledende og isolerende materiale. Dagens PCB inneholder alltid følgende fire typer lag:

• Underlag. Dette er grunnlaget eller kjernelaget. Det er vanligvis et stivt isolasjonsmateriale som FR-4, en glassfiber/epoksykompositt. I noen tilfeller er underlaget et fleksibelt materiale, vanligvis plast, som kan foldes eller bøyes for å imøtekomme plassbehov. Fleksible underlag tåler også høyere temperaturer og andre tøffe forhold. Noen PCB bruker en kombinasjon av både stive og fleksible substratmaterialer.
• Ledende. Dette laget er vanligvis laget av et tynt ark av kobber. På et enkeltsidig (eller enkeltlags) PCB er det ett ledende lag laminert til underlaget. På et dobbeltsidig (eller dobbeltlags) PCB er det to ledende lag, ett på hver side av underlaget. Et flerlags PCB veksler mellom substratet og ledende lag.
• Loddemaske. Det ledende laget er dekket med en loddemaske, et ikke-ledende materiale som gir PCB sin grønne farge, selv om andre farger kan brukes. Loddemasken fungerer som en isolator for de underliggende sporene som er etset i det ledende materialet. Loddemasken påføres også på bunnen av et enkeltsidig PCB.
• Silketrykk. Dette laget er ganske enkelt merkingen som påføres PCB-en etter at alle de andre lagene er lagt til. Merkingen kan inneholde tall, bokstaver, symboler eller annen informasjon som indikerer de ulike funksjonene til hvert tilkoblingspunkt. Merkingen er vanligvis hvit, men andre farger kan brukes.

Et PCB består av en blanding av disse fire typene lag. Blandingen og dens organisering varierer avhengig av PCBs formål. Et enkeltlags PCB inkluderer ett av hvert av disse fire lagene. Et dobbeltlags PCB inkluderer ett substrat, men to av hver av de andre lagene. Et flerlags PCB vil inneholde en blanding av ledende og ikke-ledende lag, selv om den nøyaktige organiseringen kan variere. I noen tilfeller kan en flerlags PCB også bruke prepreg som et lag. Prepreg er en dielektrisk materiale som er klemt mellom to kjernelag eller mellom kjerne- og lederlag.

Trykte kretskortkomponenter

PCB-komponenter bruker en av to metoder for å koble til kortet: gjennomgående hull eller overflatemontert. Gjennomgående hullkomponenter har tilkoblingsledninger (ledninger) som plugges inn i hull i brettet. Ledningene er loddet til den andre siden av brettet. Overflatemonterte komponenter loddes direkte på samme side av brettet. Dagens PCB har en tendens til å favorisere overflatemonterte komponenter fordi de krever mindre plass og er mer effektive, selv om de er vanskeligere å montere.

PCB-komponentene kobles til hverandre via spor, noe som letter kommunikasjonen mellom komponentene. Sporene lages fra det ledende laget gjennom en prosess som kalles etsing, som fjerner alt kobberet fra det ledende laget bortsett fra det som trengs for sporene.

[Innebygd innhold]

Et PCB kan inneholde en rekke komponenter, som varierer avhengig av kortets formål. Noen av de mer vanlige typene komponenter inkluderer følgende:

• Batteri. Gir spenning til PCB-kretsen, selv om mange PCB-er mottar strøm fra eksterne kilder.
• Kondensator. Holder på elektrisk ladning og slipper den så når det trengs i PCBs krets.
• Diode. Sikrer at strømmen flyter i bare én retning, og forhindrer at den flyter i feil retning.
• Induktor. Lagrer energi i form av et magnetfelt, som kan bidra til å kontrollere svingningene i den elektriske strømmen som flyter gjennom kretskortet.
• Resistor. Begrenser eller regulerer strømmen av elektrisk strøm i PCBs krets ved å generere motstand mot strømmens flyt.
• Sensor. Oppdager input fra det fysiske miljøet - som vibrasjon, bevegelse, akselerasjon eller infrarødt lys - og reagerer på denne inngangen ved å generere et tilsvarende signal.
• Bytte om. Slår strømmen på eller av når den passerer gjennom PCB-kretsen.
• Transistor. Forsterker eller bytter det elektroniske signalet som går gjennom PCB-kretsen.

Mange av dagens PCB holder seg til en høydensitetsforbindelse (HDI) design, som inkluderer en høyere ledningstetthet enn tradisjonelle PCB. HDI-kretskort krever mindre plass og kan romme flere komponenter. Designet gjør det også mulig å lage mer kompakte PCB, som veier mindre og krever færre materialer. HDI-designet er godt egnet for bruksområder der plass er en viktig faktor, for eksempel smarttelefoner, hvitevarer eller medisinske implantater.

Lær hovedtyper servermaskinvare og deres fordeler og ulemper og utforske forskjeller mellom CPU, GPU og DPU.