Osnove moderne elektronike: Uvod u tehnologiju štampanih ploča

Štampane ploče (PCB) čine temelj koji fizički podržava i elektronski povezuje elektronske komponente koristeći provodljive bakrene tragove i pločice spojene na neprovodljivu podlogu. PCB su neophodne za praktično svaki elektronski uređaj, omogućavajući realizaciju čak i najsloženijih dizajna kola u integrirane i masovno proizvodne formate. Bez PCB tehnologije, elektronska industrija ne bi postojala kakvu danas poznajemo.

Proces izrade PCB-a transformira sirovine poput fiberglasa i bakrene folije u precizno konstruirane ploče. Uključuje preko petnaest složenih koraka koji koriste sofisticiranu automatizaciju i stroge kontrole procesa. Tok procesa počinje shematskim snimanjem i rasporedom povezanosti kola na softveru za automatizaciju elektronskog dizajna (EDA). Maske grafičkih elemenata zatim definiraju lokacije tragova koji selektivno eksponiraju fotosenzitivne bakrene laminate korištenjem fotolitografskog snimanja. Nagrizanje uklanja neizloženi bakar kako bi se ostavili izolirani provodni putevi i kontaktne pločice.

Višeslojne ploče spajaju kruti laminat obložen bakrom i prepreg folije za lijepljenje, spajajući tragove nakon laminiranja pod visokim pritiskom i temperaturom. Bušilice buše hiljade mikroskopskih rupa koje se međusobno povezuju između slojeva, a zatim se prevlače bakrom kako bi se kompletirala 3D infrastruktura kola. Sekundarno bušenje, prevlačenje i usmjeravanje dodatno modificiraju ploče dok ne budu spremne za estetske premaze sitotiskom. Automatizirana optička inspekcija i testiranje validiraju se u skladu s pravilima dizajna i specifikacijama prije isporuke kupcu.

Inženjeri kontinuirano pokreću inovacije na PCB-u, omogućavajući gušću, bržu i pouzdaniju elektroniku. Tehnologije međusobnog povezivanja visoke gustoće (HDI) i bilo kojeg sloja sada integriraju preko 20 slojeva za usmjeravanje složenih digitalnih procesora i radiofrekventnih (RF) sistema. Kruto-fleksibilne ploče kombiniraju krute i fleksibilne materijale kako bi zadovoljile zahtjevne zahtjeve oblika. Keramičke i izolacijske metalne podloge (IMB) podržavaju ekstremno visoke frekvencije do milimetarskog RF-a. Industrija također usvaja ekološki prihvatljivije procese i materijale radi održivosti.

Globalni promet industrije PCB-a prelazi 75 milijardi dolara, a proizvodi ga preko 2.000 proizvođača, uz historijski rast od 3,5% složene godišnje stope rasta (CAGR). Fragmentacija tržišta ostaje visoka, iako konsolidacija postepeno napreduje. Kina predstavlja najveću proizvodnu bazu s preko 55% udjela, dok Japan, Koreja i Tajvan zajedno slijede s preko 25%. Sjeverna Amerika čini manje od 5% globalne proizvodnje. Industrijski pejzaž pomiče se prema prednosti Azije u pogledu obima, troškova i blizine glavnih lanaca snabdijevanja elektronikom. Međutim, zemlje održavaju lokalne kapacitete za proizvodnju PCB-a, podržavajući osjetljiva pitanja odbrane i intelektualnog vlasništva.

Kako inovacije u potrošačkim uređajima sazrijevaju, nove primjene u komunikacijskoj infrastrukturi, elektrifikaciji transporta, automatizaciji, vazduhoplovstvu i medicinskim sistemima potiču dugoročni rast industrije PCB-a. Kontinuirana tehnološka poboljšanja također pomažu širem širenju elektronike u industrijskim i komercijalnim slučajevima upotrebe. PCB-i će nastaviti služiti našem digitalnom i pametnom društvu u narednim decenijama.