Print — fra design til færdigt kredsløb
Hvordan et kredsløbsdiagram bliver til et printkort — og hvad kvalitetsstandarden kræver
Når et kredsløbsdiagram er tegnet færdigt, er der stadig langt til et fungerende apparat. Diagrammet viser, hvordan komponenterne skal hænge sammen elektrisk — men et printkort (PCB, printed circuit board) skal også løse den fysiske opgave: at holde komponenterne fast, forbinde dem præcist, og gøre det billigt og pålideligt at fremstille i store mængder.
§Fra layout til lag af kobber
Printet er bygget op af et isolerende basismateriale med tynde lag af kobber presset på. Kobberet ætses væk de steder, det ikke skal være, så det, der er tilbage, danner de baner, strømmen skal løbe i — kredsløbets 'ledninger'. Enkle print har kobber på én eller to sider, mens avanceret elektronik ofte bruger flerlagsprint med adskillige lag kobber indeni pladen, forbundet gennem små plettede huller (via). Jo tættere og mere komplekst kredsløbet er, desto flere lag kræves der typisk for at få plads til alle forbindelserne uden at de krydser hinanden forkert.
§Gennemløbsmonteret eller overfladmonteret?
Komponenter kan monteres på to grundlæggende måder. Ved gennemløbsmontering (THT) stikkes komponentens ben gennem huller i printet og loddes fast på undersiden — det giver en mekanisk stærk forbindelse, velegnet til komponenter, der udsættes for træk eller stød. Ved overfladmontering (SMT/SMD) sidder komponenten oven på printet og loddes direkte til flader på overfladen, uden huller. SMD-komponenter er langt mindre, kan placeres tættere, og dominerer i dag det meste moderne elektronik, mens THT stadig bruges til stik, større komponenter og dele, der skal tåle mekanisk belastning.
| Montering | Fordele | Typisk brug |
|---|---|---|
| THT (gennemløb) | Mekanisk stærk, nem at reparere i hånden | Stik, transformere, større komponenter |
| SMT/SMD (overflade) | Lille, tæt placering, hurtig maskinmontering | Det meste moderne, kompakte elektronik |
§Fra maskine til færdigt kredsløb
I produktion monteres komponenterne sjældent i hånden. En pick-and-place-maskine placerer SMD-komponenter med stor præcision, hvorefter printet sendes gennem en reflow-ovn, der varmer det jævnt op, så loddepasta, der allerede er printet på fladerne, smelter og danner forbindelsen. THT-komponenter loddes ofte i stedet ved bølgelodning, hvor printet føres hen over en bølge af flydende loddetin. I værksted og udvikling lodder man derimod fortsat i hånden med kolbe, tin og en rolig hånd — den teknik, du selv øver dig i, når du lærer faget.
§IPC-standarden — hvornår er en samling god nok?
For at kvalitet ikke skal være en smagssag, findes der en internationalt anerkendt standard for elektronikproduktion: IPC-A-610, som beskriver, hvordan man visuelt vurderer loddesamlinger, komponentmontering og printets almindelige stand. Standarden opererer med tre klasser, hvor klasse 1 dækker almindelige forbrugerprodukter, klasse 2 dækker udstyr, der skal virke pålideligt over tid, og klasse 3 dækker udstyr, hvor svigt kan være kritisk, for eksempel i medicinsk eller anden højsikkerhedselektronik. En fejl, der accepteres i klasse 1, kan være uacceptabel i klasse 3.
- 01Acceptabel — samlingen opfylder minimumskravet og godkendes
- 02Procesindikator — påvirker ikke funktionen nu, men peger på noget der bør forbedres i processen
- 03Defekt — samlingen lever ikke op til krav om form, pasform eller funktion, og skal omarbejdes
§Hvorfor det angår dig som elektroniker
Uanset om du selv lodder i hånden eller kontrollerer maskinmonterede print, er det den samme forståelse, du bruger: hvordan ser en god, blank og velformet samling ud, og hvornår er noget en defekt, der skal rettes, før udstyret sendes videre. At kunne se forskellen med det blotte øje — og vide, hvorfor kravet er, som det er — er en del af den kvalitetsbevidsthed, faget forventer af dig.
“Et print er en plan, der er blevet til kobber — og standarden er den fælles målestok for, om planen er ført ordentligt ud i livet.”
— Faglig betragtning om printproduktion