Sebagai komponen teras peranti elektronik, papan litar bercetak, yang kelihatan seperti papan rata, sebenarnya mengandungi struktur kompleks yang terdiri daripada berbilang lapisan dengan fungsi yang berbeza. Setiap lapisan adalah seperti komponen utama dalam instrumen ketepatan, memainkan peranan yang sangat diperlukan dalam pengendalian peranti elektronik. Memahami peranan setiap lapisan dalam papan litar bercetak boleh membantu orang ramai memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang prinsip kerja peranti elektronik dan menyediakan asas teori yang penting untuk reka bentuk elektronik, pembuatan dan penyelenggaraan.
1, Lapisan konduktif: saluran penghantaran untuk isyarat dan tenaga
(1) Lapisan pengalir luar
Lapisan konduktif luar papan litar bercetak biasanya terletak di lapisan atas dan bawah papan litar, dan merupakan kawasan utama untuk memateri pin komponen elektronik. Kedua-dua lapisan ini ditutup dengan lapisan nipis kerajang kuprum melalui teknologi bersalut-kuprum, yang mempunyai kekonduksian yang baik dan boleh menyediakan titik sambungan elektrik untuk komponen elektronik. Sebagai contoh, pada papan kawalan LED mudah, lapisan konduktif atas boleh digunakan untuk memateri pin cip LED, manakala lapisan konduktif bawah boleh digunakan untuk menyambung beberapa pin bekalan kuasa dan cip kawalan. Pada masa yang sama, wayar pada lapisan konduktif luar bertanggungjawab untuk menyambungkan pelbagai komponen untuk membentuk gelung litar lengkap, mencapai penghantaran isyarat dan tenaga elektrik. Dalam-reka bentuk litar frekuensi tinggi, reka letak lapisan konduktif luar juga perlu mengambil kira integriti isyarat. Dengan mengawal panjang, lebar dan jarak litar, pantulan isyarat dan crosstalk boleh dikurangkan.
(2) Lapisan konduktif dalaman
Untuk papan litar bercetak berbilang-lapisan, lapisan konduktif dalam memainkan peranan penting dalam penghantaran isyarat dan pengagihan kuasa. Lapisan konduktif dalaman juga terdiri daripada kerajang tembaga, dan corak litar kompleks terbentuk melalui proses etsa. Talian ini adalah seperti "rangkaian pengangkutan" di dalam papan litar, menghubungkan komponen dari kawasan yang berbeza bersama-sama. Dalam-papan induk komputer berprestasi tinggi, lapisan konduktif dalam dibahagikan kepada berbilang lapisan kuasa dan isyarat. Lapisan kuasa digunakan untuk menyediakan bekalan kuasa yang stabil untuk pelbagai komponen elektronik, seperti voltan berbeza yang diperlukan oleh CPU, memori dan komponen lain pada papan induk, yang diagihkan melalui lapisan kuasa dalam; Lapisan isyarat bertanggungjawab untuk menghantar-isyarat data berkelajuan tinggi, seperti talian penghantaran data antara CPU dan kad grafik. Dengan menyusunnya secara munasabah di lapisan dalam, gangguan luar boleh dikurangkan dengan berkesan, memastikan kestabilan dan ketepatan penghantaran isyarat.
2, lapisan penebat: penghalang pepejal untuk memastikan pengasingan elektrik
Lapisan penebat terletak di antara lapisan konduktif dan kebanyakannya diperbuat daripada bahan penebat, seperti papan kain kaca resin epoksi. Fungsi terasnya ialah untuk mencapai pengasingan elektrik antara lapisan konduktif, mencegah litar pintas antara litar dengan lapisan konduktif yang berbeza, dan memastikan arus mengalir mengikut litar yang telah ditetapkan. Prestasi lapisan penebat adalah penting untuk kebolehpercayaan keseluruhan papan litar bercetak. Bahan penebat berkualiti tinggi mempunyai rintangan penebat yang tinggi, pemalar dielektrik yang rendah, dan sifat mekanikal yang baik. Dalam litar-voltan tinggi, lapisan penebat perlu menahan voltan tinggi tanpa rosak. Contohnya, dalam papan litar bercetak penyesuai kuasa, lapisan penebat hendaklah memastikan pengasingan yang selamat antara-input voltan tinggi dan bahagian output-rendah untuk mengelakkan risiko kejutan elektrik bagi pengguna. Pada masa yang sama, lapisan penebat juga menyediakan sokongan mekanikal untuk lapisan konduktif, meningkatkan kekuatan dan kestabilan keseluruhan papan litar, menjadikannya kurang terdedah kepada ubah bentuk atau kerosakan semasa pemasangan dan penggunaan.
3, Lapisan pelindung: perisai pelindung yang menentang hakisan luaran
(1) Lapisan topeng pateri
Lapisan topeng pateri biasanya dilitupi pada lapisan konduktif luar papan litar bercetak dan merupakan lapisan dakwat penebat hijau (atau warna lain). Fungsi utamanya adalah untuk mengelakkan penjembatan pateri semasa proses kimpalan dan mengelakkan litar pintas antara litar yang berbeza akibat lekatan pateri. Lapisan topeng pateri terdedah melalui pendedahan, pembangunan dan proses lain untuk membuka tingkap pada kedudukan pad pateri yang perlu dipateri, mendedahkan kerajang tembaga, manakala kawasan lain ditutup dengan dakwat topeng pateri. Dalam proses pematerian gelombang untuk pengeluaran besar-besaran produk elektronik, lapisan topeng pateri dengan berkesan boleh menghalang pateri daripada melekat pada kawasan bukan pad, meningkatkan ketepatan dan kecekapan pengeluaran pematerian. Di samping itu, lapisan topeng pateri juga boleh melindungi kerajang tembaga pada permukaan papan litar daripada hakisan persekitaran luaran, seperti menghalang lembapan dan gas menghakis di udara daripada mengoksida dan mengakis kerajang tembaga, dengan itu memanjangkan hayat perkhidmatan papan litar bercetak.
(2) Lapisan percetakan skrin
Lapisan skrin sutera terletak di atas lapisan topeng pateri dan biasanya dicetak dengan dakwat putih. Ia digunakan terutamanya untuk mengenal pasti kedudukan, kekutuban, model, dan maklumat penting komponen lain pada papan litar. Sebagai contoh, saiz pembungkusan dan arah kekutuban komponen seperti perintang, kapasitor, diod, dll. akan ditanda pada papan litar bercetak melalui percetakan skrin sutera, yang memudahkan juruteknik mengenal pasti komponen dengan cepat semasa pemasangan dan penyelenggaraan. Selain itu, lapisan skrin sutera juga mencetak maklumat pengenalan seperti nama, nombor versi dan pengeluar papan litar, yang membantu dengan kebolehkesanan dan pengurusan produk. Kehadiran lapisan skrin sutera menjadikan pengeluaran, pemasangan, dan penyelenggaraan papan litar lebih mudah dan cekap, mengurangkan kadar kegagalan yang disebabkan oleh ralat pemasangan komponen.
4, Lain-lain lapisan berfungsi khas
(1) Lapisan pelesapan haba
Dalam sesetengah peranti elektronik-kuasa tinggi dan haba yang ketara, seperti-kad grafik berprestasi tinggi dan modul kuasa pelayan, lapisan pelesapan haba khusus dipasang pada papan litar bercetak. Lapisan pelesapan haba biasanya diperbuat daripada bahan logam dengan kekonduksian terma yang baik, seperti tembaga atau aluminium, yang bersentuhan rapat dengan elemen pemanasan dan boleh menghilangkan haba dengan cepat. Dengan menyelaraskan lapisan pelesapan haba dengan sink haba (seperti sink haba dan kipas), suhu komponen elektronik boleh dikurangkan dengan berkesan, memastikan ia beroperasi dalam julat suhu operasi biasa dan mengelakkan kemerosotan prestasi atau kerosakan komponen yang disebabkan oleh terlalu panas.
(2) Lapisan pelindung
Untuk peranti elektronik yang sensitif kepada gangguan elektromagnet, seperti peralatan komunikasi, instrumen elektronik perubatan, dsb., lapisan pelindung akan ditambahkan pada papan litar bercetak. Lapisan pelindung biasanya terdiri daripada bahan logam seperti kerajang tembaga dan kerajang aluminium. Melalui rawatan pembumian, ia boleh membimbing isyarat gangguan elektromagnet luaran ke dalam tanah dan menghalang isyarat elektromagnet yang dijana di dalam papan litar daripada bocor keluar dan mengganggu peranti elektronik lain. Reka bentuk dan susun atur lapisan perisai perlu dioptimumkan mengikut persekitaran elektromagnet dan keperluan peralatan tertentu untuk mencapai kesan perisai elektromagnet yang terbaik, memastikan operasi normal dan kualiti isyarat peranti elektronik.