Hoe werkt een printplaat?

Een Printed Circuit Board, of "PCB", heeft verschillende grote voordelen in vergelijking met oudere manieren om elektronica te bouwen. In het verleden was elk onderdeel in een elektronisch apparaat verbonden met grote draden en overal geplaatst waar ze maar konden passen. Zoals je kunt zien op deze foto van een televisie uit 1948, was deze methode erg 'rommelig' en nam veel ruimte in beslag. PCB's gebruiken een andere benadering. Componenten zijn gemonteerd op een niet-geleidend bord en verbonden met kleine paden, "sporen" genoemd. Omdat ze zijn meestal ontworpen op een computer, printplaten passen op veel componenten in een minimale hoeveelheid: ruimte.

Als je naar een printplaat kijkt, zijn de sporen gemakkelijk waarneembaar. Deze dunne lijnen zijn geleidend en verbinden alle componenten in het circuit. Ze vervangen de veel grotere draden die in het verleden werden gebruikt. Een PCB heeft ook veel kleine gaatjes. Deze worden precies daar geboord waar elk onderdeel moet worden geplaatst. Als bijvoorbeeld een microchip deel uitmaakt van het circuit en acht aansluitingen nodig heeft, wordt hetzelfde aantal gaten op het bord gemaakt. Op deze manier kunnen delen van de elektronische schakeling volledig vlak worden gemonteerd, zonder lange kabels of draden. Nogmaals, dit bespaart veel ruimte. De laatste onderdelen die aan een PCB worden toegevoegd, zijn de componenten zelf. Dit zijn de kleine elektrische apparaten die moeten worden gekoppeld om het apparaat te laten werken. Gemeenschappelijke componenten zijn onder meer microchips, diodes, weerstanden en schakelaars. De componenten voeren het "werk" van de schakeling uit, terwijl de printplaat voor de verbindingen zorgt.

Tegenwoordig wordt de overgrote meerderheid van elektronische schakelingen op een computer ontworpen. Hierdoor kunnen elektronica-ingenieurs de perfecte opstelling van onderdelen maken, voordat het ontwerp permanent wordt. Net als inkt op papier, worden PCB's letterlijk "gedrukt" als ze klaar zijn. Een onbewerkte printplaat heeft twee lagen, de onderkant is niet-geleidend en de bovenkant is een metalen plaat zoals koper. Etsbestendige inkt wordt in het gewenste ontwerp op de metaallaag gedrukt. Het bord wordt vervolgens geëtst met chemicaliën. Hierdoor wordt de metaallaag verwijderd, behalve waar het ontwerp is gedrukt. Het resultaat: geleidende sporen blijven in het patroon dat nodig is voor de schakeling. Zodra componenten met solderen op het bord zijn aangesloten, wordt de printplaat getest en verzonden. Het hele proces is vaak volledig geautomatiseerd, waarbij duizenden of miljoenen van dezelfde printplaat worden vervaardigd voor gebruik over de hele wereld.