Kaasaegse elektroonika alused: sissejuhatus trükkplaatide tehnoloogiasse

Trükkplaadid (PCB-d) moodustavad aluspinna, mis füüsiliselt toetab ja elektrooniliselt ühendab elektroonilisi komponente juhtivate vasktraatide ja -patjade abil, mis on ühendatud mittejuhtiva aluspinnaga. PCB-d on praktiliselt iga elektroonikaseadme jaoks hädavajalikud, võimaldades realiseerida isegi kõige keerukamaid vooluringikujundusi integreeritud ja masstootmises kasutatavates vormingutes. Ilma PCB-tehnoloogiata ei eksisteeriks elektroonikatööstus sellisena, nagu me seda täna tunneme.

Trükkplaatide tootmisprotsess muudab toorained, näiteks klaaskiudkanga ja vaskfooliumi, täppistöödeldud plaatideks. See hõlmab enam kui viitteist keerukat etappi, mis kasutavad keerukat automatiseerimist ja ranget protsessikontrolli. Protsessi voog algab vooluringi ühenduste skemaatilise jäädvustamise ja paigutusega elektroonilise disaini automatiseerimise (EDA) tarkvaras. Seejärel määravad joonistusmaskid jäljekohad, mis fotolitograafilise pildistamise abil valikuliselt paljastavad valgustundlikud vasklaminaadid. Söövitamine eemaldab paljastamata vase, jättes maha isoleeritud juhtivad rajad ja kontaktpadjad.

Mitmekihilised plaadid ühendavad jäigad vasega kaetud laminaat- ja prepreg-liimilehed, sulatades lamineerimise käigus kõrge rõhu ja temperatuuri all jäljed kokku. Puurmasinad puurisid tuhandeid mikroskoopilisi auke kihtide vahele, mis seejärel kaetakse vasega, et viia lõpule 3D-vooluahelate infrastruktuur. Teisene puurimine, katmine ja freesimine muudavad plaate veelgi, kuni need on valmis esteetiliseks siiditrüki katmiseks. Automatiseeritud optiline kontroll ja testimine valideerivad need disainireeglite ja spetsifikatsioonide alusel enne kliendile tarnimist.

Insenerid juhivad pidevalt trükkplaatide uuendusi, mis võimaldavad tihedamat, kiiremat ja usaldusväärsemat elektroonikat. Suure tihedusega ühenduste (HDI) ja mis tahes kihi tehnoloogiad integreerivad nüüd üle 20 kihi, et suunata keerulisi digitaalprotsessoreid ja raadiosageduslikke (RF) süsteeme. Jäigad painduvad plaadid ühendavad jäiku ja painduvaid materjale, et täita nõudlikke kujunõudeid. Keraamilised ja isolatsioonmetallist aluspinnad (IMB) toetavad äärmiselt kõrgeid sagedusi kuni millimeeterlaine raadiosageduseni. Tööstusharu võtab jätkusuutlikkuse tagamiseks kasutusele ka keskkonnasõbralikumaid protsesse ja materjale.

Globaalse trükkplaatide tööstuse käive ületab 75 miljardit dollarit enam kui 2000 tootja seas, olles ajalooliselt kasvanud 3,5% aastase kasvumääraga. Turu killustatus on endiselt suur, kuigi konsolideerumine toimub järk-järgult. Hiina on suurim tootmisbaas, mille turuosa on üle 55%, samas kui Jaapan, Korea ja Taiwan järgnevad kokku üle 25%. Põhja-Ameerika moodustab alla 5% ülemaailmsest toodangust. Tööstusmaastik nihkub Aasia eelise poole ulatuse, kulude ja peamiste elektroonika tarneahelate läheduse osas. Riigid säilitavad aga kohaliku trükkplaatide valdkonna võimekuse, mis toetab kaitse- ja intellektuaalomandi tundlikke küsimusi.

Tarbeelektroonika innovatsiooni küpsedes soodustavad kommunikatsioonitaristu, transpordi elektrifitseerimise, automatiseerimise, lennunduse ja meditsiinisüsteemide uued rakendused trükkplaatide tööstuse pikaajalist kasvu. Jätkuv tehnoloogia täiustamine aitab kaasa ka elektroonika laiemale levikule tööstuslikes ja kaubanduslikes kasutusjuhtudel. Trükkplaadid teenivad meie digitaalset ja nutikat ühiskonda ka järgmistel aastakümnetel.