1Úvod

Dosky plošných spojov (DPS, angl. Printed Circuit Board - PCB) sa používajú v takmer všetkých elektronických aplikáciách. Od mobilných telefónov po lietadlá cez medicínske zariadenia alebo priemyselné stroje - všetky tieto elektronické produkty používané denne sú založené na doskách plošných spojov.

Doska plošných spojov (DPS) je nevodivá tabuľová doska (nosič), ktorá sa použije na osadenie a poprepájanie elektronických súčiastok pomocou ciest a spojov vytvorených z vodivého materiálu (napr. medi) upevneného na povrchu dosky.

DPS sa najčastejšie vyrábajú zo sklolaminátu, kompozitnej epoxidovej živice alebo iného kompozitného materiálu (laminátu). Rôzne elektronické výrobky majú rôzne požiadavky na základný materiál dosiek plošných spojov.

Väčšina dosiek plošných spojov pre nenáročnú elektroniku je jednoduchá a zložená iba z jednej vrstvy. Avšak komplexnejšie elektronické obvody, ako sú napr. grafické karty alebo základné dosky počítačov, majú niekoľko vrstiev. Niekedy až 16 a viac a označujú sa ako viacvrstvové DPS.

Bežné substráty DPS sú vyrobené ako kompozit z:

- určitého druhu výstuže (spevňovacieho materiálu), ktorá poskytuje podporu „kostry“ laminátu,
- živicového spojiva,
- vodivej povrchovej vrstvy.

Výstuž (spevňovací materiál) dáva DPS mechanickú a tvarovú odolnosť (stabilitu). Teflónové (PTFE, polytetrafluóretylén) vlákna alebo sklenené tkaniny sa používajú ako spevňovacie materiály. Kompozitný materiál FR-4 je dobrým príkladom takéhoto základného materiálu pre DPS.

Kompozitný materiál FR-4 sa skladá zo sklenenej tkaniny ako výstuže a epoxidovej živice ako spojiva, čo mu dáva odolnosť voči ohňu (t.j. je nehorľavý) a používa sa ako bežný základný materiál na výrobu dosiek plošných spojov.

Živicové spojivo poskytuje „lep“ pre spojenie laminátu dohromady. Ako príklady spojiva (spojivových materiálov) možno uviesť rôzne termoplasty a reaktoplasty ako napr. fenolická živica, epoxidová živica, silikónová živica, polyesterová živica, teflón.

Vodivá povrchová vrstva poskytuje základ na vytvorenie obrazu (matrice) obvodu.

Keď je doska plošných spojov vyrobená, potrebné otvory vyvŕtané a finálne skontrolovaná, tak sú na ňu aplikované dva typy látok. Najskôr sa použije určitý druh čistiaceho prostriedku alebo rozpúšťadla na vyčistenie dosky. Potom sa aplikuje ochranný film na ochranu obvodu. Tento finálny ochranný film zabraňuje medi oxidovať a dáva tak dlhšiu životnosť obvodu (doske).

Hlavné výhody použitia dosiek plošných spojov v elektronických obvodoch sú nasledovné [1-2]:

- Je zmenšená veľkosť celej zostavy obvodu spolu aj s jeho váhou.
- Sériová (veľkokapacitná) výroba umožňuje znížiť jednotkovú cenu, zostavovanie a prepájanie môže byť automatizované.
- Poskytujú vysokú úroveň opakovateľnosti a ponúkajú jednotnosť elektrických vlastností každej zostavy.
- Umiestnenie jednotlivých častí je nemenné, čo zjednodušuje identifikáciu a údržbu elektronického príslušenstva a systémov. Navyše sa znižuje čas potrebný na kontrolu elektroniky, pretože technológia plošných spojov výrazne znižuje pravdepodobnosť chýb.
- Personál pracujúci s technológiou plošných spojov vyžaduje minimálne zručnosti a školenie. Okrem toho sa minimalizuje pravdepodobnosť vytvárania skratov.
- Vlastnosti obvodu môžu byť udržiavané bez toho, aby sa prejavovali zmeny kapacity medzi obvodmi a rôzne parazitné vplyvy.

Obr. 1 Príklad DPS.