Porady
Płytki PCB do montażu podzespołów elektronicznych, wykonane z epoksydu lub papieru laminowanego, z połączeniami elektrycznymi i punktami lutowniczymi. Płytki drukowane zawierające uniwersalne pola lutownicze oraz płytki eksperymentalne marki TRU Components, WR Rademacher, Conrad Components czy Hammond Electronics do montażu przewlekanego (THT) lub powierzchniowego (SMT).
Płytki drukowane, jak nazywane są również PCB, stanowią podstawę niemal wszystkich nowoczesnych urządzeń elektronicznych. Znajdują się na nich komponenty połączone ścieżkami przewodzącymi specyficznymi dla danego obwodu. W naszym poradniku dowiesz się, jakie płytki drukowane są dostępne oraz jakie są ich zalety i wady.
Większość płytek drukowanych składa się z jednej warstwy. Bardziej zaawansowane urządzenia, takie jak karty graficzne czy płyty główne komputerów, mogą mieć ich znacznie więcej – czasem nawet do 64. Choć płytki PCB najczęściej kojarzone są z komputerami, znajdują zastosowanie również w wielu innych urządzeniach elektronicznych, takich jak telewizory, radia, aparaty cyfrowe czy smartfony.
Zdecydowana większość obecnie stosowanych płytek to tzw. układy drukowane, czyli PCBs (ang. printed circuit boards). Tego typu płytki wykonuje się z podłoża pokrytego warstwą miedzi, z której – zgodnie z projektem obwodu – metodą fotolitograficzną usuwa się elementy przewodzące, pozostawiając tylko ścieżki oraz punkty kontaktowe. Większość podzespołów montowana jest bezpośrednio na powierzchni płytki i połączona za pomocą ścieżek przewodzących. W przypadku większych komponentów lub połączeń przewodowych stosuje się otwory przelotowe.
Produkcja kompletnych płytek PCB odbywa się obecnie głównie z wykorzystaniem automatycznych systemów sterowania i najczęściej prowadzona jest w dużych seriach. W przypadku niewielkich układów – np. prototypów, wersji testowych czy małoseryjnych – przemysłowa produkcja byłaby zbyt czasochłonna i kosztowna. W takich zastosowaniach sprawdzają się uniwersalne płytki z gotowymi ścieżkami, punktami lutowniczymi oraz otworami montażowymi, które można dowolnie konfigurować. Dostępne są one w różnych rozmiarach i wariantach konstrukcyjnych, a najczęściej stosowanymi materiałami bazowymi są laminaty epoksydowe wzmacniane włóknem szklanym lub twardy papier.
Płyty wtykowe
Najprostszym typem płytek montażowych są tzw. breadboardy, określane również jako płytki stykowe. Wyjątkowo przydatne są one podczas szybkiego i nieskomplikowanego testowania układów elektronicznych, ponieważ elementy nie wymagają lutowania – wystarczy je wpiąć. Dzięki temu wszystkie komponenty użyte w takim układzie można bez problemu wykorzystać ponownie w innych projektach.
Choć szczegóły techniczne poszczególnych modeli mogą się różnić, ogólny układ breadboardów pozostaje niezmienny. Składają się one z perforowanego bloku z tworzywa sztucznego, pod którego powierzchnią znajdują się metalowe sprężynowe zaciski – zazwyczaj wykonane z nowego srebra lub brązu – stanowiące punkty styku dla komponentów elektronicznych. Typowy breadboard podzielony jest na dwa główne obszary: pola stykowe oraz szyny zasilające.
Pola stykowe stanowią główną część płytki, gdzie umieszcza się elementy elektroniczne. Każde pięć sąsiadujących ze sobą otworów w rzędzie jest połączone jednym paskiem metalu, co umożliwia szybkie budowanie obwodów. Z kolei szyny zasilające służą do podłączenia źródła zasilania. Odstępy między otworami mają standardowy rozstaw 2,54 mm (czyli 0,1 cala), co umożliwia łatwe podłączanie elementów o standardowych wymiarach, takich jak kondensatory z promieniowo wyprowadzonymi końcówkami, diody LED czy układy scalone. Całość układu łączy się przy pomocy przewodów typu jumper, które spinają poszczególne elementy na płytce.
Płytki typu Stripboard
Płytki uniwersalne , znane również jako stripboardy lub Veroboardy, doskonale sprawdzają się zarówno podczas prototypowania, jak i przy tworzeniu funkcjonalnych płytek drukowanych przeznaczonych do rzeczywistego użytku. Cechują się one siatką otworów o rozstawie 2,54 mm oraz równoległymi paskami miedzi umieszczonymi po jednej stronie. W przeciwieństwie do płytek stykowych, praca z nimi wymaga umiejętności lutowania.
Do tego typu płytek najczęściej stosuje się komponenty w obudowach DIP, złącza oraz inne elementy pasujące do standardowego rozstawu pinów. Montaż odbywa się jednostronnie – elementy umieszczane są po jednej stronie, natomiast ich wyprowadzenia przechodzą na drugą stronę, gdzie są przylutowywane.
Płytki uniwersalne są szczególnie przydatne przy budowie niewielkich układów elektronicznych. W przypadku bardziej złożonych konstrukcji opracowano jednak różne modyfikacje standardowych płytek – na przykład wersje z przerwanymi lub oddzielonymi ścieżkami przewodzącymi. Przykładem takiego rozwiązania są płytki IC, które są dostosowane do konkretnych wymiarów i układów wyprowadzeń mikrochipów. Zawierają one już odpowiednio rozmieszczone ścieżki i punkty lutownicze. Standardowy rozstaw otworów w ich przypadku również wynosi 2,54 mm.
Płytka z siatką perforowaną
Płytki uniwersalne typu siatka perforowana przypominają płytki paskowe, jednak różnią się tym, że posiadają wyłącznie okrągłe lub prostokątne pola miedziane z otworem pośrodku każdego z nich. Choć można je zakwalifikować do tej samej kategorii co płytki stykowe i paskowe, ponowne wykorzystanie elementów elektronicznych jest bezproblemowe jedynie w przypadku płytek stykowych. W przypadku pozostałych typów konieczne jest użycie narzędzi mechanicznych, takich jak pompki do odlutowywania czy plecionki do usuwania cyny.
Największą zaletą płytek typu siatki perforowane jest pełna swoboda w rozmieszczaniu elementów: wystarczy umieścić wyprowadzenia komponentów w otworach i przylutować je od spodu. Połączenia między elementami należy wykonywać za pomocą izolowanych przewodów, co może utrudniać prowadzenie okablowania i wymagać przemyślanego układu. Warto tu stosować jedną z podstawowych zasad projektowania płytek – unikać ostrych kątów!
Szczególnym rodzajem płytek są tzw. Płytki drukowane Euro, które występują zazwyczaj w standardowych wymiarach, takich jak długości 100, 90 i 160 mm oraz szerokości 50, 60 i 100 mm. Dostępne są również niektóre rozmiary niestandardowe.
SMT (ang. surface-mount technology) to technologia montażu powierzchniowego, natomiast THT (ang. through-hole technology) odnosi się do tradycyjnej technologii montażu przewlekanego. Z perspektywy technologii montażu różnica między SMT a THT polega na sposobie mocowania elementów – klejeniu w przypadku SMT i przewlekaniu przy THT.
W technologii THT elementy oraz punkty lutownicze znajdują się po obu stronach płytki drukowanej, podczas gdy w technologii SMT wszystko umieszczone jest po jednej stronie. Przelotowe otwory w płytkach SMT służą jedynie do łączenia warstw przewodzących po przeciwnych stronach, dlatego ich liczba jest znacznie mniejsza, a średnice otworów – znacznie mniejsze. Taka konstrukcja pozwala na znaczące zwiększenie gęstości upakowania elementów na płytce.