Tryckta kretskort är viktiga för datorer, men hur fungerar ett kretskort? Den här guiden visar grunderna för PCB.
Har du undrat vad exakt som går in i din telefon eller dator för att få det att fungera? En kretskortsteknik är vad hela vår moderna värld bygger på.
Eftersom de går in i allt runt omkring oss är du till och med orolig för att bli hackad eller spionerad på.
Ett PCB är som en svart låda för de flesta – de har ingen aning om hur det fungerar, och de är rädda för att ta en titt under huven.
Vi är här för att berätta att det är okej att titta! Så länge du inte försöker borra ett hål i brädan – fortsätt läsa för att ta reda på varför.
Innehållsförteckning
Att stänga kretsen
Vad går in i och på ett PCB?
Först och främst måste vi veta vad som ingår i det, eller hur? Ett kretskort, eller PCB, är en skiva av ett eller flera av dessa material:
Vävt och non-woven glas
Harts
Koppar
Bomullspapper
Matt glas
PTFE (polytetrafluoretylen)
Keramik
Aluminiumoxid
Aluminium
Polyamid
En lång lista, men nödvändig, eftersom det finns så många olika typer, såsom rigid, flex och rigid-flex kretskort.
De olika materialen kombineras i olika konfigurationer för att uppnå ett designmål. Detta kan vara värmeavledning, snabb och exakt överföring av el eller valfritt antal andra krav.
Vissa material är mer hållbara än andra men kostnadseffektiva. Vissa applikationer, såsom militär användning, kräver dock avancerade material för tillverkning av PCB.
Vad är en kretskort?
Ett PCB är hur våra liv fungerar idag. Den är vanligtvis gjord av ett till fyrtio lager av substrat och “spår” av kopparfolie. Det liknar ett elnät för en stad, eller till och med en gatukarta.
Vi föreställer oss ofta att de bara går in i datorer. Men telefoner, TV-apparater, bilar, flygplan, klockor och till och med din kaffekanna är full av PCB. Om vi fortsätter att tänka på ett PCB som en stad, är det hur stadshuset pratar med brandkåren, och det centrala affärsdistriktet länkar till bostadsområden.
De olika delarna av en dator, till exempel, som CPU, RAM, GPU, behöver alla kommunicera för att kunna utföra olika uppgifter. PCB är det som förbinder dem i en tätt lindad bana av koppar och glasfiber.
Allt ligger så nära varandra i ett PCB, vilket ofta orsakar komplikationer. Värmehantering och elektromagnetiska problem är de största problemen som PCB står inför. Proffs kallar detta för elektromagnetisk störning eller EMI.
Värmehanteringsproblem och EMI orsakar ofta tidig försämring av styrelsen eller dess förmåga att fungera.
Av denna anledning använder de icke-ledande material i kombination med koppar i lager. Det enda lagret du vanligtvis ser är det översta lagret. Om du borrar i en bräda för att passa in den i ett skräddarsytt fodral kan du göra den helt obrukbar.
Eftersom du inte ser spår betyder det inte att det inte finns några på lägre lager.
Hur fungerar kretskort?
Kretskort använder en mängd “verktyg” för att utföra sina designade uppgifter. Dessa delar fungerar på liknande sätt som stoppljus, parkeringsplatser, rondeller och andra trafikkontrollsystem.
Dessa verktyg är:
Kondensatorer
Motstånd
Dioder
Induktorer
Kondensatorer lagrar en elektrisk laddning och fungerar som en sorts parkeringsplats för el. Motstånd gör som de säger och ger motstånd i ett system. Föreställ dig en väjningsskylt eller blinkande gult, som verkar för att allmänt sakta ner trafiken och förhindra att en väg överbelastas eller orsaka en kollision.
I ett system utan bromsning skulle vissa komponenter i kretskortet överbelastas med elektricitet eller överhettas eftersom alla elektroner försöker komma in i det på en gång. Den värmen bidrar också till den katastrofala försämringen av systemet, till och med skada.
Dioder är som enkelriktade gator och tillåter elektricitet att flöda i endast en riktning när den väl passerar den. På så sätt kan elektricitet inte sjunka bakåt och orsaka en gungrörelse av elektroner. Detta skapar magnetiska vågor och värme, vilket som vi vet inte är bra för systemet.
Induktorer kan lagra elektrisk energi som ett magnetfält. Dessutom förhindrar de AC-elektricitet från att flöda samtidigt som de tillåter DC-elektricitet att passera igenom. Detta möjliggör omvandling av elektriska tillstånd åtminstone.
Få alltid att falla på plats Komponenterna i kortet (chipsen) innehåller transistorerna, som gör beräkningarna. PCB:n fungerar som vägnätet till dessa platser och ansluter de elektriska strömmarna, samt skyddar dem från överbelastning.
Eftersom komponenter sätts in i kortet och löds fast, kan de komma i kontakt med endast ett lager. Eller så kan de komma i kontakt med många lager på olika djup för att nå komponenter.
Denna komplexitet gör det svårt för människor att designa för hand. Datorer hjälper till med designen genom att beräkna bästa vägar för spår. Detta kallas CAD eller Computer Assisted Design.
Ändå, även med hjälp av datorer inträffar misslyckanden. Det här blogginlägget kan hjälpa dig att lära dig mer om varför ens en bra design på papper inte översätts till en praktisk.
Men om du är en hobby som vill bryta in i att göra ditt eget PCB, var inte rädd. Det finns faktiskt några gör-det-själv-processer för mindre komplexa system.
Detta inkluderar en “breadboard”-kretsuppsättning som vanligtvis används för testning. Detta ger en underbar inlärningsupplevelse.
Stänga kretsen Nu när du vet hur ett kretskort fungerar och vad det kan göra, mår du inte bättre? De finns överallt runt omkring oss och viktiga för vårt sätt att leva idag.
Så småningom kommer de att bli mindre och mer komplexa tills en ny teknik ersätter den. Precis som den gamla metoden för manuell spårning och exponerade ledningar och vakuumrör byttes ut.
Sedan har vi en ny svart låda att reda ut, men för tillfället har vi vad vi har och vi är glada över det!
Om den här tekniska artikeln kittlade din transistor, har vi mycket mer att läsa!
This website uses cookies so that we can provide you with the best user experience possible. Cookie information is stored in your browser and performs functions such as recognising you when you return to our website and helping our team to understand which sections of the website you find most interesting and useful.
Strictly Necessary Cookies
Strictly Necessary Cookie should be enabled at all times so that we can save your preferences for cookie settings.
If you disable this cookie, we will not be able to save your preferences. This means that every time you visit this website you will need to enable or disable cookies again.