Printed Circuit Board – Grundkurs

Platinen - Basis für Elektronikartikel

Leiterplatten oder auch Platinen (im Englischen: Printed Circuit Board – PCB) stellen die Montage-Basis für alle elektronischen Bauteile dar. Eine kleine und unscheinbare Plattform mit einer ungemein wichtigen Funktion.

Die Funktion des Printed Circuit Boards

Platinen - Basis für Elektronikartikel
Das Printed Circuit Board spielt in der Welt der Elektronik eine bedeutungsvolle Rolle (c) Gerd Altmann / pixelio.de

Das Printed Circuit Board erfüllt in der Elektronik drei Funktionen. Die erste Funktion betrifft die Verdrahtung: die Platinen stellen eine elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Bauteilen her. Die zweite Funktion: mechanischer Halt für die Bauteile und Montage-Untergrund für Stecker und Kühlkörper. Die dritte Funktion betrifft den wirtschaftlichen Sektor. Durch die Platinen kann das Bestücken und Löten maschinell erfolgen. Ein weiterer Pluspunkt: durch den übersichtlichen Aufbau wird der Prüfablauf begünstigt. Nicht nur Industrie PC und Canon EOS Spiegelreflexkamera basieren auf der Technik, sondern auch der Touchscreen Monitor, Surround Sound Lautsprecher Systeme, das Business Phone und der Tablet Computer. Ohne die Platine ist moderne Technik kaum denkbar.

Bestandteile einer Platine

„Einfache“ Platinen bestehen aus elektrisch-isolierendem Trägermaterial und hauchdünnen Kupferschichten. Der Durchmesser einer Kupferschicht liegt in der Regel bei 35 Mikrometern, kann bei höheren Strömen aber auch 140 Mikrometer betragen. Je nach Verarbeitungsverfahren (Ätzverfahren oder Isolationsfräsverfahren) wird die Kupferschicht mit einem lichtempfindlichen Lack beschichtet. Früher nutze man bei der Herstellung des Printed Circuit Boards ausschließlich das sogenannte Pertinax (Markenname für einen Faserverbundwerkstoff aus Papier und Phenoplast) als Basis-Werkstoff. Heutzutage werden für hochwertige Produkte Epoxidharz getränkte Glasfasermatten verwendet. Die Vorteile: bessere Kriechstromfestigkeit, bessere Hochfrequenzeigenschaften und geringere Wasseraufnahme.

Ein- und Doppelseitige Leiterplatten

Für einfache Schaltungen mit geringer Packungsdichte setzt man in der Regel einseitige Leiterplatten ein – der Einsatz solcher Platten erfolgte in den USA bereits in den 50er Jahren. Sie können im Positiv- (Leiterbahnen werden mit einem Ätzschutz bedeckt und freiliegendes Kupfer durch Ätzverfahren entfernt)und Negativ-Verfahren (Leiterbahnen werden galvanisch verzinnt)hergestellt werden. Bei großen Mengen wird ein industrielles Siebdruckverfahren verwendet – bei schmalen Leiterbahnen das Fotodruckverfahren. Die doppelseitige Platine verfügt im Gegensatz zur einseitigen Variante über zwei leitende Schichten. Sie kommt bei komplexeren Schaltungen zum Einsatz und wird im Negativ-Verfahren hergestellt.

Flexible Platinen

Die Alternative zu einer festen Leiterplatte ist die flexible Platine. Die dünnen Flex-Platinen (auf Basis von Polyimid-Folien) finden vor allem in kleinen Elektronikartikeln wie Smartphones und Kameras Verwendung. Die Flex-Platinen-Schaltungen sind teurer, können aber durch ihre Flexibilität in engsten Strukturen eingesetzt werden.

Technik auf Chimeric

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