Из чего состоит PCB: структура и слои печатной платы

Понимание структуры печатной платы — ключевой фактор при проектировании и заказе PCB. Каждый слой платы выполняет определённую функцию и напрямую влияет на электрические характеристики, надёжность и стоимость изделия. В этой статье подробно разберём, из чего состоит PCB и зачем нужен каждый слой.Если вы только начинаете знакомство с электроникой, рекомендуем сначала разобраться,что такое PCB и как работает печатная плата, прежде чем углубляться в её структуру и слои.

Что означает структура PCB

Структура PCB — это совокупность всех слоёв печатной платы, расположенных в определённом порядке. В зависимости от сложности устройства структура может быть простой (1–2 слоя) или многослойной, включающей отдельные слои сигналов, питания и земли.Структура PCB напрямую связана с количеством слоёв платы,поэтому однослойные, двухслойные и многослойные PCB имеют разные конструктивные решения.

Грамотно подобранная структура обеспечивает:

• стабильную передачу сигналов
• эффективный теплоотвод
• снижение электромагнитных помех
• высокую надёжность платы

Подложка PCB (основной материал)

Подложка является механической основой печатной платы. Чаще всего используется материал FR-4, представляющий собой стеклотекстолит на эпоксидной основе.

Основные функции подложки:

• механическая прочность
• электрическая изоляция
• устойчивость к температурным нагрузкам

Для специальных применений могут использоваться High-Tg или другие диэлектрические материалы.

Медные слои PCB

Медные слои отвечают за передачу электрических сигналов и питания между компонентами.

Основные характеристики:

• толщина меди (обычно 1 oz, 2 oz и выше)
• расположение (внешние и внутренние слои)
• назначение (сигналы, питание, земля)

В многослойных PCB медные слои позволяют:

• разделять чувствительные сигналы
• улучшать целостность сигналов
• снижать уровень помех

Диэлектрические слои

Диэлектрические слои располагаются между медными слоями и обеспечивают электрическую изоляцию.

Они влияют на:

• импеданс трасс
• скорость распространения сигналов
• стабильность работы высокочастотных схем

Толщина и свойства диэлектрика особенно важны для высокоскоростных и высокочастотных PCB.

Паяльная маска

Паяльная маска — это защитный полимерный слой, наносимый на внешние медные слои платы.

Её основные функции:

• защита меди от окисления
• предотвращение коротких замыканий
• улучшение качества пайки

Наиболее распространённый цвет — зелёный, но технически возможны и другие варианты.

Шелкография (маркировка)

Шелкография используется для нанесения обозначений компонентов, полярности и служебной информации.

Она:

• упрощает сборку
• облегчает диагностику и ремонт
• повышает читаемость платы

Хотя шелкография не влияет на электрические характеристики, она важна для производства и обслуживания.

Как структура PCB влияет на надёжность и стоимость

Структура печатной платы напрямую определяет:

• сложность производства
• процент выхода годных
• требования к контролю качества
• конечную стоимость PCB

Чем больше слоёв и выше требования к точности, тем выше стоимость производства. Поэтому оптимизация структуры — важный этап инженерного проектирования.

Роль производителя PCB при выборе структуры

Производители PCB с инженерной экспертизой часто помогают заказчикам выбрать оптимальную структуру платы. Например, такие компании, как TOPFAST, обычно анализируют требования к сигналам, теплу и надёжности, чтобы предложить структуру PCB без избыточной сложности.

Заключение

Структура PCB — это не просто набор слоёв, а фундамент всей электронной системы. Понимание назначения каждого слоя помогает создавать надёжные, технологичные и экономически эффективные печатные платы.Понимание структуры PCB становится значительно проще,если вы уже знакомы с базовыми принципами работы печатной платы.

В следующих материалах мы подробнее рассмотрим материалы PCB и их влияние на характеристики платы.

Часто задаваемые вопросы о составе печатных плат