כיצד פועל לוח מעגלים מודפס?

ללוח מודפס, או "PCB", יש כמה יתרונות עיקריים בהשוואה לדרכים ישנות יותר לבניית אלקטרוניקה. בעבר, כל רכיב בתוך מכשיר אלקטרוני היה מחובר עם חוטים גדולים והוצב בכל מקום בו הם יכולים להתאים. כפי שניתן לראות בתמונה זו של טלוויזיה משנת 1948, שיטה זו הייתה מאוד "מבולגנת", והשתמשה בכמות גדולה של מקום. PCB משתמשים בגישה שונה. רכיבים מותקנים על לוח לא מוליך ומחוברים עם מסלולים קטנים, הנקראים "עקבות". כי הם בדרך כלל מעוצבים על מחשב, לוחות מעגלים מודפסים מתאימים לרכיבים רבים בכמות מינימלית של מֶרחָב.

כאשר מסתכלים על לוח מעגלים מודפס, העקבות מורגשים בקלות. קווים דקים אלו מוליכים ומחברים את כל הרכיבים במעגל. הם מחליפים את החוטים הגדולים בהרבה ששימשו בעבר. ל-PCB יש גם חורים זעירים רבים. אלה קודחים בדיוק במקום שבו כל רכיב צריך להיות ממוקם. לדוגמה, אם שבב הוא חלק מהמעגל ודורש שמונה חיבורים, אותו מספר חורים ייווצר על הלוח. בדרך זו, ניתן להרכיב חלקים מהמעגל האלקטרוני בצורה סמוקה לחלוטין, ללא כבלים או חוטים ארוכים. שוב, זה חוסך מקום משמעותי. החלקים האחרונים שנוספו ל-PCB הם הרכיבים עצמם. אלו הם המכשירים החשמליים הקטנים שחייבים להיות מקושרים כדי שהיחידה תעבוד. הרכיבים הנפוצים כוללים שבבים, דיודות, נגדים ומתגים. הרכיבים מבצעים את ה"עבודה" של המעגל, בעוד המעגל המודפס מספק את החיבורים.

כיום, הרוב המכריע של המעגלים האלקטרוניים מתוכננים על גבי מחשב. זה מאפשר למהנדסי אלקטרוניקה ליצור את הסידור המושלם של החלקים, לפני ביצוע העיצוב קבוע. בדומה לדיו על נייר, PCB ממש "מודפסים" כשהם מוכנים. ללוח מעגלים גולמיים יש שתי שכבות, התחתונה אינה מוליכה, והחלק העליון הוא יריעת מתכת כגון נחושת. דיו עמיד לחריטה מודפס על שכבת המתכת בעיצוב הנדרש. לאחר מכן הלוח נחרט בכימיקלים. זה מסיר את שכבת המתכת, למעט היכן שהעיצוב הודפס. התוצאה: עקבות מוליכות נשארות בתבנית הדרושה למעגל. לאחר חיבור רכיבים ללוח עם הלחמה, ה-PCB נבדק ונשלח. התהליך כולו הוא לרוב אוטומטי לחלוטין, כאשר אלפי או מיליונים מאותו מעגל מיוצרים לשימוש ברחבי העולם.