EMZETT.Platinen
Kurz: Leiterplatten (Printed Circuit Boards, PCB), auf denen elektronische Bauteile befestigt und über gedruckte Leiterbahnen elektrisch verbunden sind.
Genauer: Nahezu jede Computerkomponente — Mainboard, Grafikkarte, Erweiterungskarte — ist im Kern eine Platine mit aufgelöteten Chips. Mehrlagige Platinen (mehrere Kupferschichten übereinander) ermöglichen komplexere Schaltungen auf kleinerem Raum.
Im Detail
Fertigungsprozess
Eine Platine entsteht, indem eine dünne Kupferschicht auf einem Trägermaterial (meist glasfaserverstärktes Epoxidharz, bekannt unter der Materialbezeichnung FR4) gezielt weggeätzt wird, sodass nur die gewünschten Leiterbahnen als Kupfer stehenbleiben. Der Prozess beginnt mit einer lichtempfindlichen Schutzschicht (Fotolack), die exakt nach dem gewünschten Leiterbahn-Muster belichtet wird; unbelichtete Bereiche werden anschließend chemisch weggeätzt, sodass nur die geschützten Kupferbahnen übrig bleiben. Diese Bahnen übernehmen die Funktion, die früher freihängende Drähte hatten, nur unbeweglich fixiert, extrem präzise positioniert und massenproduzierbar. Elektronische Bauteile (Chips, Kondensatoren, Widerstände) werden anschließend im Lötofen (Reflow-Löten) auf die Platine aufgebracht und über diese Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden.
Mehrlagige Platinen
Bei einfachen Schaltungen reicht eine einzelne Kupferschicht auf jeder Seite der Platine (ein- oder zweiseitig), bei komplexen Bauteilen wie einem Mainboard mit tausenden Verbindungen sind dagegen mehrlagige Platinen mit acht oder mehr übereinanderliegenden, durch Isolierschichten getrennten Kupferebenen üblich — nur so lässt sich die enorme Verbindungsdichte auf begrenzter Fläche unterbringen, ohne dass sich Leiterbahnen kreuzen und kurzschließen. Verbindungen zwischen verschiedenen Lagen laufen über sogenannte Vias — winzige, durch alle relevanten Schichten gebohrte und mit Kupfer ausgekleidete Löcher, die wie ein vertikaler Draht zwischen den horizontalen Leiterbahn-Ebenen wirken.
Signalintegrität bei hohen Frequenzen
Die Anzahl der Lagen, die Qualität des Kupfers und die Präzision der Fertigung beeinflussen dabei direkt, wie hohe Frequenzen und wie viel elektrische Leistung eine Platine zuverlässig übertragen kann. Bei sehr hohen Datenraten (moderne PCIe-Standards, schneller RAM) wird die Platine selbst zu einem kritischen elektrischen Bauteil: Leiterbahnen verhalten sich bei hohen Frequenzen wie kleine Antennen und können Signale abstrahlen oder benachbarte Bahnen stören (Übersprechen), weshalb bestimmte Signal-Leiterbahnpaare oft gezielt mit exakt gleicher Länge und definiertem Abstand zueinander verlegt werden müssen, um Signalverzerrungen zu minimieren.
Spezielle Bauformen
Neben den starren Standard-Platinen gibt es auch flexible Platinen (aus biegsamem Polyimid statt starrem FR4), die sich an gekrümmte Gehäuseformen anpassen — verbreitet in Smartphones und anderen kompakten Geräten, wo starre Platinen den verfügbaren Bauraum nicht optimal ausnutzen würden. Hybridformen (starr-flex) kombinieren beide Eigenschaften in einer einzigen Platine mit starren und biegsamen Abschnitten.
Siehe auch: Motherboard/Mainboard