Wie funktioniert eine Leiterplatte?

Eine Leiterplatte ist aus modernen Geräten, die mit Elektronik bestückt sind, wie z.B. Computer, Radiorecorder, Funkwecker, Kopierer, Drucker u.ä. nicht mehr wegzudenken.

Wie funktioniert eine Leiterplatte?

Eine Leiterplatte von unten

Wie funktioniert eine Leiterplatte?

Eine bestückte Leiterplatte

Wie funktioniert eine Leiterplatte?

Eine unbehandelte Leiterplatte

Wie funktioniert eine Leiterplatte?

Verlöten von Bauelementen auf der Leiterplatte

Viele Kinder haben sicherlich schon einmal diese grünen Platten gesehen, wenn die Eltern ein Gerät aufgeschraubt oder zerlegt haben. Eine Leiterplatte (sie wird auch "Platine", "gedruckte Schaltung" oder "Leiterkarte" genannt) dient dazu, die verschiedenen Bauteile einer elektronischen Schaltung (Transistoren, Schaltkreise, Widerstände, Kondensatoren oder Spulen) zu befestigen und sie gleichzeitig elektrisch, entsprechend der Schaltung, zu verbinden.

Eine rohe, unbehandelte Leiterplatte besteht aus einem festen, isolierendem Material, auf dem sich auf der Unterseite (heute auch oft zusätzlich auf der Oberseite) eine Schicht aus Kupfer befindet. Bevor die Leiterplatte benutzt werden kann, muß man sich überlegen, wie die einzelnen Bauelemente angeordnet und wie sie elektrisch verbunden werden können. Da muß man bei komplizierten, großen Schaltungen manchmal ganz schön grübeln. Zum Glück gibt es dafür Computerprogramme, die dies für uns übernehmen.

Ist der sogenannte Leiterplattenentwurf fertig, werden die Löcher für die einzelnen Bauelemente gebohrt. Die Bauelemente werden bevorzugt von einer Seite in die Löcher gesteckt, moderne Leiterplatten erlauben auch beidseitige Bestückung. Nun müssen die elektrischen Verbindungen zwischen den Punkten, wo die Anschlüsse der Bauelemente später durch die Löcher schauen, hergestellt werden. Hobbyelektroniker haben dies früher mit einem säureresistenten Lack gemacht, der einfach die Leiterbahnen bedeckte. Das restliche, freistehende Kupfer wird mit einer Säure weggeätzt, es bleiben nun die Leiterbahnen stehen.

Jetzt muß man nur noch die Bauelemente entsprechend dem Leiterplattenentwurf ("Layout") durch die Löcher stecken und sie von unten mit den Kupferleitbahnen elektrisch verbinden. Dies geschieht durch Löten an den "Lötaugen". Durch die Lötpunkte and den Anschlüssen entsteht nicht nur eine elektrische Verbindung, sondern die Bauelemente werden auch mechanisch fixiert. Moderne, industrielle Verfahren sind komplexer, verwenden photochemische Verfahren zum Herstellen der Leiterbahnen, nutzen beide Seiten der Leiterplatte zum Bestücken, verwenden durchkontaktierte Bohrlöcher oder verwenden Bauelemente, deren Anschlüsse nicht durch die Löcher gesteckt, sonder die flach auf die Leiterplatte einseitig gelötet werden.

Schaut man sich einmal mit Kindern eine Leiterplatte (kann man aus defekten Geräten ausbauen) aufmerksam an, dann werden die Kinder schnell merken, daß die Leiterbahnen keine Kreuzungen haben. Das geht auch nicht, denn dann gäbe es an dieser Stelle einen elektrischen Kurzschluß. Vielleicht kann man Kinder mal grübeln lassen, wie man eine echte Kreuzung ohne Kurzschluß herstellen könnte (damit haben sich Hobbyelektroniker oft gern ausgeholfen - Stichwort "Drahtbrücke"). 

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Foto 4: © seksanpk - Fotolia.com



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