Paul Eisler, l'inventore dei circuiti stampati

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Testo

Generalità

Si espone brevemente una descrizione qualitativa dei circuiti stampati.

Circuiti stampati

Il circuito stampato, inventato dall'inglese Paul Eisler nel 1936, ha trovato largo impiego fin dagli anni '60 con l'avvento dei semiconduttori. L'assemblaggio elettronico utilizza questo componente, senza rilevanti eccezioni; di conseguenza studi approfonditi hanno portato alla produzione di circuiti stampati sempre più perfezionati, realizzati con macchinari altamente automatizzati.
In un circuito stampato, l'insieme dei conduttori che devono collegare fra loro i vari componenti del circuito stesso, viene ottenuto con strisce metalliche (piste) realizzate generalmente su una sola faccia (side) di una piastra isolante piana, mentre i componenti sono posti sulla faccia opposta della piastra stessa;
Gli elementi fondamentali dei circuiti stampati sono la base e il rame.

La base è una sottile lastra di materiale isolante, forata opportunamente; essa può essere rigida, ma in alcuni casi anche flessibile. La base costituisce il supporto meccanico sia per le aree di rame che per i componenti.
Il rame è un insieme di strisce sottilissime di forma ben determinata, incollate fortemente alla base. Il rame serve sia per la saldatura dei componenti in zone dette piazzole (pad, land), sia per costituire i collegamenti elettrici cioè i conduttori o piste o tracce (conductor, path, trace).
Il circuito stampato viene indicato anche con i sinonimi stampato, scheda, piastra (Printed Circuit Board, PC Board o PCB). La parola stampato sta ad indicare che le piste conduttrici vengono realizzate mediante un processo di stampa serigrafica o fotografica.

Caratteristiche dei circuiti stampati.

Il circuito stampato presenta notevoli vantaggi rispetto ad altre tecniche usate in passato o in casi particolarmente semplici quali il punto a punto e la connessione diretta. Vi sono anche degli svantaggi però in misura molto minore, che ne limitano l'impiego in alcuni casi. Citiamo brevemente i vantaggi più consistenti:
riduzione degli ingombri e del peso;
riduzione degli errori di montaggio dei componenti;
assemblaggio più robusto meccanicamente e più preciso;
automazione della saldatura con macchine veloci;
basso costo e grande affidabilità;
collaudo abbastanza semplificato.
Ricordiamo infine che una pista del circuito stampato può portare fino a 30A al mm² consentendo un risparmio di rame non indifferente.
Tra gli svantaggi più immediati citiamo i seguenti:
costi maggiori per investimenti necessari in progetti e macchinari;
i componenti devono essere collocati tutti su un piano (o al massimo su due), senza sovrapposizioni;
sono possibili cortocircuiti e la riparazione è relativamente difficile;
maggiore numero di connessioni che nella saldatura diretta e difficoltà di modificare il circuito.
Classificazione dei circuiti stampati
Una prima suddivisione è quella classica in base all'uso cui è destinato il circuito stampato, cioè si producono circuiti stampati professionali, di migliore qualità e commerciali di qualità più scadenti. Si tenga presente che la suddivisione non è netta; in ogni caso la severità delle prove di collaudo determinano il tipo di prestazioni richieste.
Una seconda classificazione può essere fatta considerando se il circuito stampato è rigido o flessibile; tale caratteristica dipende dalla flessibilità o meno della base.
Una suddivisione basata sulle facce che presentano conduttori e sulla metallizzazione o meno dei fori è la seguente:
mono faccia a fori non metallizzati o a fori metallizzati;
bifaccia a fori metallizzati o a fori non metallizzati;
multilayer leggero o pesante.
Il circuito stampato a monofaccia (o solo rame, o ad una faccia) presenta le piste solo su una faccia. Esso si ottiene dal laminato base per stampa di tutte le parti conduttrici (pattern), esclusa la metallizzazione dei fori. La denominazione inglese è print and etch (stampa e incidì). Si può ottenere anche la metallizzazione dei fori per migliorare le caratteristiche della saldatura dei componenti.
Il circuito stampato bifaccia (a due facce) presenta le piste su ambedue le facce della piastra. Il tipo maggiormente usato è quello a fori metallizzati FM o PTH (Plated Thraug Holes); i fori vengono rivestiti di rame durante la lavorazione, consentendo una continuità elettrica tra le piste delle due facce.
Le parti conduttrici dei PTH sono costituite da rame, rivestito di stagno, stagno-nichel, stagno-piombo, nichel-oro e simili; il rivestimento costituisce l'agente che impedisce l'incisione delle zone metalliche che devono restare sul circuito stampato.
Il circuito stampato multilayer (multistrato) è costituito da tre o più piani di piste; ai due strati esterni vanno aggiunti altri strati situati all'interno della base. Se gli strati sono meno di 5 si parla di pcb leggeri, altrimenti di pesanti.

Esempio