Grundlagen der Elektronik: Die Funktion von Leiterplatten

PCInnenleben2Einer der wichtigsten Funktionen in der Elektronik erfüllen sogenannte Leiterplatten. Man nennt sie auch Platinen oder englisch Printed Circuit Board (Abkürzung: PCB). Auf Platinen werden elektronische Bauteile befestigt und miteinander verbunden. In jedem elektronischen Gerät sind meist eine oder sogar mehrere Leiterplatten vorhanden. Der große Vorteil der Platinen ist, dass sie sehr viele Komponenten auf engem Raum aufnehmen können und damit sehr platzsparend sind. Hergestellt werden Platinen von Unternehmen wie zum Beispiel microcirtec.de

Wie sind Platinen aufgebaut?
Platinen bestehen aus leitendem Material, dass für die Herstellung von Verbindungen zwischen Bauelementen benötigt wird. Das verwendete Material ist meistens Kupfer, das in den elektrisch nicht leitenden Teil der Platine geätzt wird. Als Isolator finden in den meisten Leiterplatten Kunststoffe Verwendung. Zur Befestigung von Bauelementen dienen Lötflächen (englisch Pads) oder Lötaugen. Dadurch werden Bauteile sowohl mechanisch an der Platine befestigt, als auch elektrisch verbunden. Zur Befestigung von größeren Komponenten können zusätzlich Kabelbinder, Kleber oder Verschraubungen dienen. Grundsätzlich gibt es zwei Typen von Platinen: Die einseitige Platine wird nur von einer Seite bestückt, während die zweiseitige Variante doppelseitig Komponenten aufnehmen kann. Eine weitere, oft verwendete Art der Leiterplatte, ist die sogenannte Multilayer-Platine, die über mehrere Lagen von Verbindungsleitungen verfügt. Hinzukommen verschiedene Sondertechniken.

Leiterplatten begegnen uns überall
Platinen finden in fast allen elektronischen Geräten Verwendung. Am einfachsten zu finden, sind diese Bauteile im heimischen PC. In so einem Gerät findet man gleich mehrere Platinen gleichzeitig. Denn sowohl der Rechner selbst, als auch diverse Peripherie benutzt Platinen als Träger für verschiedene Bauteile, auch wenn deren Bezeichnungen ihrer Funktion angepasst wurden. Aber auch wenn der Systemtechniker von Motherboard, Grafikkarte u.ä. spricht, sind damit Platinen gemeint, die das elektronische „Gerüst“ bilden.

Aber nicht nur in Computern findet man Platinen, sondern auch in vielen anderen Geräten und Gegenständen des täglichen Gebrauchs. Ob Uhren, Radios, Telefone, Fahrzeuge und selbst Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen, Kaffeemaschinen: alle enthalten inzwischen Platinen. Der Grund hierfür ist, dass die Elektronik in immer mehr Bereichen der Produktion Einzug hält. Elektronische Bauteile zeichnen sich nämlich durch eine exakte Arbeitsweise aus, die mit mechanischen Mitteln nur sehr schwer oder gar nicht mehr hergestellt werden kann. Ein gutes Beispiel dafür ist die Armbanduhr: Eine mechanische Armbanduhr besteht aus unzähligen kleinen Zahnrädern, deren Zusammenbau zu einer funktionierenden Uhr, Präzisionsarbeit darstellt. Die gleiche Funktion kann durch einen kleinen Chip erfüllt werden, der die Zeit nicht nur genauer misst, sondern in Verbindung mit einer Platine die Integration von Zusatzfunktionen ermöglicht. Hinzukommt, dass elektronische Bauteile inzwischen sehr kostengünstig in Massenfertigung hergestellt werden können.