circuit board manufacturing china printed circuit board manufacturers china
Es gibt eine Komponente, die so nützlich ist, dass sie in
jedem einzelnen Stück der Elektronik
steckt, sie so genial ist, dass sie seit dem
zweiten Weltkrieg fast
unverändert ist ich bin zach friedman
willkommen im voidstar lab und heute stellen wir
eine große frage
über etwas, das jeder für
selbstverständlich hält warum sind
schaltungen auf platinen sowieso
jedes moderne elektronische gerät, sei
es eine nuklearbetriebene raumsonde von
1977
oder ein selbstbalancierendes fahrbares bier Kühler
von 2020
hat mindestens eine Leiterplatte
in der Mitte es ist die allgegenwärtigste
elektronische Komponente von allen
es ist die Technologie, die
die Welt der Elektronik buchstäblich zusammenhält
die Leiterplatte Sie haben vielleicht
bemerkt, dass elektronische Komponenten
etwas fortschrittlicher geworden sind aus dem letzten
Jahrhundert ist dies ein Kondensator aus den
1940er
Jahren trolytes
Dies ist die moderne Version, die aus
metallisiertem Film und einem Gel-Elektrolyt besteht
Elektrolyte sie sind das, wonach sich Elektronen
sehnen Dies ist Intels
hochmoderner 1971er Prozessor
mit satten 2250 Transistoren
hier ist das 2020-Modell mit etwa
dreieinhalb Milliarden Transistoren
das ist ein Leiterplatte aus den
1950er Jahren es ist aus Kupfer auf Fiberglas
dies ist eine 2020er Platine aus
Fiberglas
und Kupfer es gab einmal
keine Platinen bei allen
Herstellern klebte oder schraubte
Komponenten direkt an das Gehäuse des Gerätes
und verlötete dann die Drähte an jedem
andere Punkt-zu-Punkt-Lötungen machten
frühe Geräte möglich, aber es war
grob,
dass ein Netz aus verdrillten Leitungen den Platz nicht gut
nutzte
von Optionen, um sich in
den Schattenbereich zu stürzen,
als die Geräte im Laufe der Zeit immer
komplizierter wurden und die Drahtwicklung
erfunden wurde Um mehr Teile
in die gleiche Menge Platz zu
stopfen, steckten die Techniker die Komponenten durch
eine perforierte Leiterplatte, buchstäblich nur
eine Platine mit Löchern,
und sie verwendeten eine Bohrmaschine, um kleine
Drähte um jede der
Leitungen zu wickeln, die sie den Draht dorthin führten, wo er gewickelt werden musste
Das andere Ende und die Bam-
Verbindung ließen es oben schön und eng aussehen,
aber
unten bringt uns
das zum zweiten Weltkrieg
zu sperrig sie waren viel zu
arbeitsintensiv für die Kriegsproduktion
stattdessen druckte die Armee
Metalliclack auf ein Paar Keramikscheiben
und lötete Teile dazwischen dies
beschleunigte nicht nur die Produktion diese neue
sogenannte Leiterplatte war kompakter
haltbarer war es einfacher zu reparieren und
es war schwerer zu kürzen
und dies sind alles Eigenschaften, die man sich von
einem Gefechtskopf im Jahr 1943
inmitten des zweiten Weltkrieges wünschen sollte ie
in einer ganzen Branche von
Plattenherstellern, nur um mehr von diesen
Sicherungen
herzustellen, vergingen ein paar Jahre, in denen Amerika
32 elektronische Zünder in eine
andere Art von Bombe steckte
und wir den zweiten Weltkrieg beendeten, als die
Kriegsmaschine den Geburtsort der gefundenen
gefüllten Krustenpizza abwickelte selbst übersät
mit einem Netzwerk von großen
Leiterplattenherstellern, die gerade
ihren größten Kunden verloren hatten,
bald hielten billige Leiterplatten
ihren Weg in Industrie- und
dann Consumer-Produkte und viele
ehemalige professionelle Wire
Rapper überprüften die gesuchten Anzeigenplatinen
die Elektronikindustrie wirklich elektrifizierte
,
bevor man eine ganze Fabrik
voller handwerklicher Wire Wrapper und
professioneller Löter brauchte, nur
um ein Stück Elektronik herzustellen, aber
jetzt brauchte man nur noch einen Stapel Platinen und
ein Strom von
Lötfirmen konnte plötzlich eine größere
Vielfalt an Produkten herstellen Packen Sie sie mit noch
mehr Komponenten und verkaufen Sie sie zu noch
günstigeren Preisen
Teil s Produktion explodierte absolut
, um mit dieser Nachfrage Schritt zu halten, was
noch mehr Konsumgüter ermöglichte und das
wiederum erzeugte noch mehr Nachfrage
und noch billigere Teile
ist viel billiger geworden
sicherer einfacher und sexier aber
letztendlich sind Leiterplatten heute im Grunde
die gleichen wie damals
sie sind vielleicht kantiger und
grüner aber eine Leiterplatte ist
immer noch
eine dünne steife Platine mit Kupferdruck
für Ihre Schaltungen
lassen Sie uns herumschnüffeln Dies sind die Leiterbahnen
, die elektrischen Strom führen, genau wie
Flachdrähte
Dies ist ein über einen kleinen röhrenförmigen Draht
, der eine Leiterbahn oben auf der
Platine mit einer Leiterbahn auf der Unterseite verbindet
Dies ist ein Durchgangsloch-Pad und dies ist ein
oberflächenmontiertes Pad
Komponenten werden auf diese Pads gelötet
, um sie mit der Schaltung zu verbinden,
aber die Platine trägt
die Komponenten auch
physisch Die Platte auf der Platine
stellt sowohl eine mechanische
als auch eine elektrische Verbindung her Die Platine
selbst besteht aus einem
isolierenden, hochdielektrischen Material, das
bedeutet, dass sie keinen Strom leitet
oder Hochspannungslichtbögen
durchlöchert Die ersten kommerziellen
Leiterplatten wurden hergestellt aus
mit Phenolharz gehärteter Pappe
stellt sich heraus, dass es eine wirklich schlechte Idee ist, Strom
über mit Baumsaft getränktes Papier zu führen.
Heutzutage verwenden
wir normalerweise
Fiberglas, weil es zäher und
hitzebeständiger ist
erlischt bei einem
Brand sogar von selbst
Fun Fact fast jede moderne
Leiterplatte fluoresziert unter Schwarzlicht tatsächlich grün
Der Hersteller mischt einen
im Dunkeln leuchtenden Farbstoff in das Fiberglas,
damit Bestückungsroboter, sogenannte Pick-and-
Place-Maschinen,
die Leiterplatte gut sehen können Pick-and-Place-
Maschinen sind wirklich cool
und sie werden ihr eigenes Video bekommen
und wenn du das sehen willst vi deo
Call-to-Action abonnieren und
Benachrichtigungen treffen Die Platine beginnt ihr Leben als eine
Kupferplatte, die eine
steife Rückseite mit darauf geklebter Kupferfolie
ist, die die gesamte Platinenkante abdeckt, um den Leiterplattenhersteller, auch
bekannt als das Fab House,
die Schaltung auf die Platine zu ziehen eine
chemikalienbeständige Farbe namens Resist
dann wird die Platine in eine Ätzung getaucht,
die das freiliegende Kupfer auflöst
Nur Bereiche, die mit Resist bedeckt sind, bleiben auf der
Platine ein Techniker wäscht die Platine ab
Bohrt Löcher für die Komponenten und bam
die Leiterplatten, als
es ein Ingenieur tat
Malen Sie die Spuren buchstäblich von Hand mit
einem Pinsel
auf den Sieb, der zum Drucken verwendet wird. Aus
diesem Grund haben Old-School-Leiterplatten
diese skurrilen Kurven und diese
tropfenförmigen Pads, weil diese
organischen Formen einfacher zu bemalen
sind von einem eda-Programm
, das elektrische Designunterstützung ist,
anstatt von einem ruhigen Ingenieur oder einem
fotolithografischen Drucker gilt für
Widerstand
und eine computergesteuerte
CNC-Fräse keine graue Kette rauchender Maschinist
bohrt Löcher in Frässchlitze, aber was
wirklich nett
ist, ist, dass obwohl die Herstellung
viel schicker geworden ist, moderne Leiterplatten
immer noch wie Old-School-Platinen sind, sie sind
immer noch dünne,
steife Karten Sie haben Kupfer darauf gedruckt
, sie haben Löcher in sie gebohrt und
wir kleben seit dem zweiten Weltkrieg Sachen auf das Kupfer
Wir haben einige
Verbesserungen vorgenommen
Kurzschließen von
Schaltkreisen
, die ein Zungenbrecher waren Die meisten
Leiterplatten sind grün,
weil sie eine grüne Lötmaske haben. Es ist nur eine grüne Farbe
einfacher für Jabronis wie uns
, Sachen zu hacken, ein Satz Drähte ist schön,
aber was, wenn wir noch mehr Drähte brauchen,
lass uns den Spaß verdoppeln, indem du pu noch einen
Satz von Spurenmasken und Overlays
auf der Unterseite haben jetzt haben wir
uns ein Dual-Layer-Board bekommen
noch mehr Drähte brauchen nur ein
paar extra dünne Boards zu
einem Scooby-doo-Sandwich zusammenlaminieren
und Sie haben sich ein Multi-Layer-Board
[ Musik] Die
meisten modernen Geräte verwenden eigentlich immer noch
Double-Layer-Platinen, weil sie
billig sind,
aber einige Leiterplatten wie die in Computer-
Motherboards können mehr als 20
Schichten
haben unten
nah ein Loch bohren und galvanisieren,
ja, so wie Stahl rostet, rostet
freiliegendes Kupfer an der Luft korrodieren wir
genauso gut die gesamte
Platine, wenn wir schon dabei sind.
Ich liebe Gold endlich diese großen
Durchgangsloch-Komponenten mit diesen
Drähten müssen durch
Löcher geklemmt werden, ja, sie müssen gehen, wir haben
sie durch winzig kleine Oberflächenmontagekomponenten
ersetzt, die leitfähige Pads an
den Enden verwenden.
Dies wird Oberflächenmontagetechnologie genannt,
weil sie s sind direkt auf die
Oberfläche der Platine gealtert, als ob das
Lot Kleber wäre,
sie haben keine Drähte, die durch
die Platine stanzen und auf der anderen Seite verlötet werden
haben so viele Signale und
benötigen so viele Drähte, dass
sie die Pins nicht physisch passen können, also haben
wir die Verbindungsstifte von
Metalllaschen um den Rand des Chips
in ein Gitter aus Metallkugeln auf der
Unterseite des Chips geändert
Teile können Hunderte von
elektrischen Signalen und nur wenige
Quadratmillimeter freilegen,
daher benötigen moderne Platinen ultradünne Leiterbahnen
, die in drei Dimensionen verlaufen,
nur um diese Signale weit
genug zu verteilen, um das Teil zu verdrahten,
aber was ist mit diesen schicken flexiblen
Leiterplatten, die die Kinder immer wieder reden?
werden wir jemals
unsere ipads zusammenrollen und eine Mücke mit
reddit-
flexiblen leiterplatten zertrümmern sind
heutzutage wirklich üblich der einzige
unterschied zwischen einem flexboard und einem Eine
starre Platine ist, dass die
Flexplatine die Glasfaser durch Schichten aus
einem dünnen, hitzebeständigen,
robusten Kunststoff namens Capton ersetzt
Ecken und
Kanten
Worin sie nicht sehr gut sind, ist das Biegen.
Das erste Problem ist, dass sich die Platine verbiegen kann
, die Komponenten jedoch nicht
Je dicker das Board ist, desto mehr spannt es sich
, wenn es sich biegt,
sodass wir mehrschichtige Flexboards nicht
auf die gleiche Weise stapeln können, wie wir starre Boards stapeln können
moderne Geräte kombinieren ein steifes
Mainboard mit den meisten komplizierte
Schaltungen
mit Flex-Leiterplatten-Kabeln und -Modulen,
wo immer der Ingenieur sie verstauen kann
Flex-Leiterplatten sind wirklich so konzipiert, dass sie sich
nur ein einziges Mal biegen
, und dann ist das Gerät ce ist zusammengebaut,
aber können wir nicht einfach wieder
Komponenten direkt aneinander kleben
oder sogar jede einzelne Komponente
in einen riesigen Megachip integrieren
, damit wir den größten Teil der
Platine abschneiden und das Gerät viel
kleiner machen können,
gut nicht wirklich das Möglichkeit,
Teile aus dem Regal auf benutzerdefinierten Boards zu platzieren,
auch wenn das Teil dadurch
etwas sperriger wird
Spionagechips und
blinkende Blinklichter, all diese
Hersteller dazu zu bringen, alle ihre Teile miteinander zu kombinieren,
wäre ein absoluter Albtraum und selbst
wenn Sie es schaffen würden
, könnten Sie niemals Designänderungen vornehmen,
da alles in
einem
Chip verschmolzen ist riskant je mehr Zeug Sie
in ein einzelnes Paket stopfen, desto höher ist
die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelner Defekt das gesamte Ding kaputt macht
Wenn alles an einem
Ort ist, kann das Gerät nicht repariert werden.
Dies ist immer noch eine große Sache, da einige
Hardware bei der Ankunft immer tot ist und
es billiger ist,
sie zu reparieren als sie zu ersetzen
Hersteller haben auch aufgehört,
Super-Low-End-Geräte herzustellen, weil
sie es können das letztjährige Modell
aufarbeiten und mit Rabatt verkaufen,
wenn alles in einem
einzigen Teil integriert wäre, das wäre obendrein nicht
möglich alles zu integrieren
macht dich zu deinem Lieferanten zur [ __ ], denn
es genügt ein einziger Lieferant, der
mit dem Entzug der Lizenz droht und
Ihr gesamtes Produkt
ist verwüstet Einige Komponenten
müssen sozialen Abstand zu anderen
Komponenten halten
Antennen zum Beispiel nehmen
Interferenzen auf, es sei denn, sie haben
Luft zum Atmen und eine Hochspannungsplatine wie diese Stromversorgungslichtbogen springen zwischen den Leiterbahnen und explodieren, es sei denn,
sie sind a gewisser Abstand
einige Teile benötigen auch eine spezielle Verpackung
Dies ist ein Drucksensor, der ein
kleines Atemloch benötigt, um die Luft durchzulassen
um
hineinzufließen ist ein Pulsoximeter, das sich in einer
speziellen Glaskapsel befindet, damit es
die Haut klar sehen kann
es gibt einfach kein Weg daran vorbei Sie
brauchen eine Menge Teile, um die Elektronik zu machen
Der beste Weg, um eine Reihe von Teilen
zusammenzusetzen, ist auf a Board und der beste Weg
, um ein Board herzustellen, besteht darin, es zu drucken,
egal wie viele Teile in Ihrem
Design sind, egal wie exotisch sie sind und
welche Lieferanten beteiligt sind,
so gut wie jeder kann alles in
jedes Projekt einbringen, solange er es montieren
kann Eine Platine
können alle Teile in jeder Konfiguration kombiniert werden
und Sie wissen immer, dass
Sie diese dünne,
robuste Platine haben, die alles zusammenhält
mit praktischen Montagelöchern Die
Integration geschieht auf eine
Art und Weise, aber anstatt jede
Komponente in einem Chip zu stecken
, sind es die Hersteller Integration vieler
Komponenten in einem Modul
zum Beispiel das Kameramodul
komprimiert Bilder der Fingerabdruckleser
übernimmt Ihre Sicherheit
das Display hat die Treiber
direkt in das Glas
eingebettet Die RAM-Grafikchips des Wireless-Modem-Prozessors
sind
alle in einem einzigen Teil integriert. Dies ist
wirklich das Beste aus beiden Welten, da
der Hersteller bereits
einiges an Ihrer Technik geleistet hat und wenn
etwas kaputt geht
, ersetzen Sie einfach das Modul, das ist
großartig für den Benutzer, denn wie
Jeder mit einem Schraubendreher kann eine
kaputte Kamera ersetzen, wenn die neue einfach einrastet.
Was ist also die Zukunft der Platine werden wir
immer noch Kupfer und
Glasfaser verwenden, wenn Brooklyn unter 2,50 m Wasser liegt?
Wird
der Leiterplatten-Produktionsprozess
so gut etabliert und so
billig sein, dass ähnliche Platinen bereits so
zugänglich sind, wie sie es sein müssen,
gibt es einige grundlegende
technische Fortschritte, z
Wärme verteilen
Sie können verstopfte Vias hinzufügen, die eine
Art vertikale Drähte sind
, um super dichte Komponenten zu
verlegen tronik
wird billig genug,
um sie direkt in einige geräte einbetten zu können
hält das Ding
zusammen
dein Bink hat dir vielleicht auch eine
spezielle Bankkarte mitgegeben, die einen
Sicherheitscode anzeigt und das ist auch ein
elektronisches Gerät ohne Platine
die
Elektronik ist direkt in
den Kunststoff des Autos eingebettet
es gibt einige interessante Grollen in
der Hackersphäre giftige Chemikalien und
Galvanikwannen sind irgendwie
unpraktisch
3D-gedruckte Schaltungen sind diese Idee, die
einfach nicht
sterben wird der Inkjet-Schaltkreishersteller
, der
einen grundlegend modifizierten Tintenstrahldrucker verwendet,
um die Schaltkreise mit Hilfe von Leitungen auf ein Blatt Papier zu
zeichnen tive Tinte aus Silber
Endlich haben Sie die Desktop-Platinenfräse,
die wie eine winzige süße kleine CNC-
Maschine ist, die Sie auf Ihren Schreibtisch stellen
und die Ihre Leiterplatten aus
kupferplattierten Platinen fräst CNC-Platinenfräsen sind in
letzter Zeit erschwinglich und praktisch geworden
und wenn Sie Mit dem Fehlen von
Lötstopplack ist alles in Ordnung, Sie können einfache Platinen
direkt auf Ihrer Werkbank herstellen, geben Sie mir
2500
und ich werde es auf Video machen, aber was ist mit
der Super-Science-Fiction-
Zukunft?
wird bereits verwendet, um kapazitive
Touchscreens für Mobiltelefone und diese
superdünnen
Fernseher herzustellen Wenn Sie transparente Elektronik machen wollen,
so machen Sie es,
nachdem Sie eine transparente Batterie erfunden haben
Natürlich gibt es auch Optronik, die
Strom
durch Glasfaser ersetzt Mit leichtem
Gepäck könnten diese viel schneller und viel kühlere Temperaturen und Großartiges ausführen, aber es
gibt schwerwiegende praktische Probleme, die
überwunden werden
müssen Der Hauptgrund ist, dass Sie, obwohl Sie
problemlos Daten über eine Glasfaserleitung
senden können, nicht viel Strom senden können, so dass
Sie ironischerweise zusätzlich zu Ihren Glasfaserspuren Drähte verlegen müssen, um
die Chips mit Strom zu versorgen
[Musik]
Daten Ja, was passiert ist,
jede Antwort wäre reine Spekulation
Jahrzehntelange Erfahrung hat bewiesen, dass
die beste Form für eine Schaltung eine Platine ist
und die beste Art von Platine eine
Leiterplatte ist
im Grunde unverändert, da
wir sie verwenden, um den Wurmoc zu sprengen.
Ich denke, sie werden ihre Position
als buchstäbliches Fundament der Elektronik bis
weit in die Zukunft beibehalten
Ich hoffe, ich habe Sie dazu inspiriert,
Ihre Elektronik
aufzureißen ing Pick-and-Place-Maschinen, über die wir
vorhin gesprochen haben, gut, ich mache Videos
über all diese, wenn dir der Klang
der
Äpfel gefällt, warum nicht, Shenzhen Eastwin äh, warum gibst du
mir kein kleines Abonnement, vielen Dank,
dass du mir voidstar lab angeschaut hast
immer noch ein neuer kanal und jeder einzelne
anblick und kommentar gibt mir die warmherzigen und
fuzzies
mögen deine Boards nicht Feuer fangen, es sei denn,
du willst es
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