Kā elektronisko ierīču galvenā sastāvdaļa iespiedshēmas plate, kas, šķiet, ir plakana plate, faktiski satur sarežģītu struktūru, kas sastāv no vairākiem slāņiem ar dažādām funkcijām. Katrs slānis ir kā galvenā precizitātes instrumentu sastāvdaļa, kam ir neaizstājama loma elektronisko ierīču darbībā. Izpratne par katra iespiedshēmas plates slāņa lomu var palīdzēt cilvēkiem iegūt dziļāku izpratni par elektronisko ierīču darbības principiem un nodrošināt svarīgus teorētiskos pamatus elektroniskajai projektēšanai, ražošanai un apkopei.
1, vadošais slānis: signālu un enerģijas pārraides kanāls
(1) Ārējais vadošais slānis
Iespiedshēmas plates ārējais vadošais slānis parasti atrodas shēmas plates augšējā un apakšējā slānī, un tā ir galvenā vieta elektronisko komponentu tapu lodēšanai. Šie divi slāņi ir pārklāti ar plānu vara folijas slāni, izmantojot vara pārklājuma tehnoloģiju, kurai ir laba vadītspēja un kas var nodrošināt elektronisko komponentu elektrisko savienojumu punktus. Piemēram, uz vienkāršas LED vadības plates augšējo vadošo slāni var izmantot LED mikroshēmu tapu lodēšanai, bet apakšējo vadošo slāni var izmantot, lai savienotu dažus barošanas avota un vadības mikroshēmas tapas. Tajā pašā laikā vadi uz ārējā vadošā slāņa ir atbildīgi par dažādu komponentu savienošanu, lai izveidotu pilnīgu ķēdes cilpu, panākot signālu un elektriskās enerģijas pārraidi. Augstfrekvences ķēdes projektēšanā ārējā vadošā slāņa izkārtojumā jāņem vērā arī signāla integritāte. Kontrolējot ķēdes garumu, platumu un atstarpi, var samazināt signāla atstarošanu un šķērsrunu.
(2) Iekšējais vadošais slānis
Vairāku-slāņu iespiedshēmu plates iekšējam vadošajam slānim ir izšķiroša nozīme signāla pārraidē un jaudas sadalē. Iekšējais vadošais slānis sastāv arī no vara folijas, un kodināšanas procesā tiek veidoti sarežģīti ķēdes modeļi. Šīs līnijas ir kā "transporta tīkls" shēmas plates iekšpusē, kas savieno komponentus no dažādām zonām. Augstas veiktspējas-datoru mātesplatēs iekšējais vadošais slānis ir sadalīts vairākos jaudas un signāla slāņos. Strāvas slānis tiek izmantots, lai nodrošinātu dažādu elektronisko komponentu stabilu barošanu, piemēram, dažādus CPU, atmiņas un citu mātesplates komponentu nepieciešamos spriegumus, kas tiek sadalīti caur iekšējo barošanas slāni; Signāla slānis ir atbildīgs par ātrdarbīgu-datu signālu pārraidi, piemēram, datu pārraides līniju starp centrālo procesoru un grafisko karti. Saprātīgi izkārtojot to iekšējā slānī, var efektīvi samazināt ārējos traucējumus, nodrošinot signāla pārraides stabilitāti un precizitāti.
2, izolācijas slānis: cieta barjera, lai nodrošinātu elektrisko izolāciju
Izolācijas slānis atrodas starp vadošajiem slāņiem un galvenokārt ir izgatavots no izolācijas materiāliem, piemēram, epoksīdsveķu stikla auduma plātnes. Tās galvenā funkcija ir panākt elektrisko izolāciju starp vadošajiem slāņiem, novērst īssavienojumus starp ķēdēm ar dažādiem vadošiem slāņiem un nodrošināt, ka strāva plūst saskaņā ar iepriekš noteiktu ķēdi. Izolācijas slāņa veiktspēja ir ļoti svarīga iespiedshēmas plates vispārējai uzticamībai. Augstas kvalitātes izolācijas materiāliem ir augsta izolācijas pretestība, zema dielektriskā konstante un labas mehāniskās īpašības. Augstsprieguma ķēdēs izolācijas slānim ir jāiztur augsts spriegums, nesabojājoties. Piemēram, strāvas adaptera iespiedshēmas plates izolācijas slānim ir jānodrošina droša izolācija starp augstsprieguma ieejas un zemsprieguma{7}}izvades daļām, lai izvairītos no elektriskās strāvas trieciena riska lietotājiem. Tajā pašā laikā izolācijas slānis nodrošina arī mehānisku atbalstu vadošajam slānim, uzlabojot shēmas plates kopējo izturību un stabilitāti, padarot to mazāk pakļauti deformācijai vai bojājumiem uzstādīšanas un lietošanas laikā.
3, aizsargslānis: aizsargbruņas, kas pretojas ārējai erozijai
(1) Lodēšanas maskas slānis
Lodēšanas maskas slānis parasti ir pārklāts uz iespiedshēmas plates ārējā vadošā slāņa un ir zaļas (vai citas krāsas) izolācijas tintes slānis. Tās galvenā funkcija ir novērst lodēšanas tiltu veidošanos metināšanas procesā un izvairīties no īssavienojumiem starp dažādām ķēdēm lodēšanas adhēzijas dēļ. Lodēšanas maskas slānis tiek pakļauts iedarbībai, izstrādei un citiem procesiem, lai atvērtu logus lodēšanas paliktņu vietās, kuras nepieciešams lodēt, atsedzot vara foliju, bet citas vietas tiek pārklātas ar lodēšanas maskas tinti. Vilnu lodēšanas procesā elektronisko izstrādājumu masveida ražošanai lodēšanas maskas slānis var efektīvi novērst lodēšanas pielipšanu vietām, kas nav spilventiņi, uzlabojot lodēšanas precizitāti un ražošanas efektivitāti. Turklāt lodēšanas maskas slānis var arī aizsargāt vara foliju uz shēmas plates virsmas no ārējās vides erozijas, piemēram, neļaujot mitrumam un korozīvām gāzēm gaisā oksidēt un koroziju vara foliju, tādējādi pagarinot iespiedshēmas plates kalpošanas laiku.
(2) Sietspiedes slānis
Sietspiedes slānis atrodas virs lodēšanas maskas slāņa un parasti tiek drukāts ar baltu tinti. To galvenokārt izmanto, lai identificētu shēmu plates komponentu atrašanās vietu, polaritāti, modeli un citu svarīgu informāciju. Piemēram, tādu komponentu kā rezistori, kondensatori, diodes utt. iepakojuma izmērs un polaritātes virziens tiks atzīmēts uz iespiedshēmas plates, izmantojot sietspiedi, kas atvieglo tehniķiem montāžas un apkopes laikā ātri identificēt sastāvdaļas. Turklāt sietspiedes slānis izdrukā arī identifikācijas informāciju, piemēram, shēmas plates nosaukumu, versijas numuru un ražotāju, kas palīdz nodrošināt produkta izsekojamību un pārvaldību. Sietspiedes slāņu klātbūtne padara shēmas plates ražošanu, montāžu un apkopi ērtāku un efektīvāku, samazinot atteices līmeni, ko izraisa komponentu uzstādīšanas kļūdas.
4, citi īpaši funkcionālie slāņi
(1) Siltuma izkliedes slānis
Dažās -jaudas un ievērojami siltumu ģenerējošās elektroniskās ierīcēs, piemēram, augstas veiktspējas grafiskajās kartēs un servera barošanas moduļos, uz iespiedshēmas plates ir uzstādīti īpaši siltuma izkliedes slāņi. Siltuma izkliedes slānis parasti ir izgatavots no metāla materiāla ar labu siltumvadītspēju, piemēram, vara vai alumīnija, kas ir ciešā saskarē ar sildelementu un var ātri izkliedēt siltumu. Saskaņojot siltuma izkliedes slāni ar siltuma izlietnēm (piemēram, siltuma izlietnēm un ventilatoriem), elektronisko komponentu temperatūru var efektīvi samazināt, nodrošinot to darbību normālā darba temperatūras diapazonā un izvairoties no veiktspējas pasliktināšanās vai pat komponentu bojājumiem, ko izraisa pārkaršana.
(2) Aizsargājošs slānis
Elektroniskām ierīcēm, kas ir jutīgas pret elektromagnētiskiem traucējumiem, piemēram, sakaru iekārtām, medicīnas elektroniskajiem instrumentiem utt., iespiedshēmas platei tiks pievienots ekranēšanas slānis. Ekranēšanas slānis parasti sastāv no metāla materiāliem, piemēram, vara folijas un alumīnija folijas. Izmantojot zemējuma apstrādi, tas var novirzīt ārējos elektromagnētisko traucējumu signālus zemē un novērst elektromagnētisko signālu noplūdi, kas rodas shēmas plates iekšpusē, un traucēt citām elektroniskām ierīcēm. Ekranēšanas slāņa dizains un izkārtojums ir jāoptimizē atbilstoši konkrētai elektromagnētiskai videi un aprīkojuma prasībām, lai sasniegtu vislabāko elektromagnētiskās ekranēšanas efektu, nodrošinot elektronisko ierīču normālu darbību un signāla kvalitāti.