Bei einer Leiterplatte handelt es sich um die Zentrale Platine oder auch das Mainboard oder Motherboard eines Computers. Die Leiterplatte sorgt dafür, dass die Komponenten, die im Rechner verbaut werden sollen, miteinander verbunden werden.
Der Aufbau einer Leiterplatte
Auf dem Mainboard befinden sich bestimmte Bauteile, die wie beim pcb manufacturing zunächst hergestellt werden müssen. Dazu gehört der Prozessorsockel. Die Leiterplatte verfügt über die Schnittstellen für weitere Komponenten und Steckplätze für Erweiterungskarten wie zum Beispiel Steckkarten.
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Diese einzelnen Bausteine oder Komponenten sind mit Leiterbahnen auf der Leiterplatte miteinander verbunden. Eine Leiterplatte wird zunächst ohne Verbindungen hergestellt und müssen dann wie durch das pcb assembly bestückt werden.
Die Leiterbahnen selbst sind leitende, elektrische Verbindungen und bestehen heutzutage meist aus Kupfer, da dieses über optimale Leitfähigkeiten verfügt und zudem günstig im Einkauf ist.
Dies Leiterbahnen werden auf dem Mainboard aufgeteilt. In der Regel erfolgt die Aufteilung nach dem Multilayerboard-Prinzip, das bedeutet, dass sie sowohl als Mehrlagenplatine als auch als mehrlagige Leiterplatte auf mehrere Ebenen, sog. Layer verteilt werden.
Die Bauteile eines Mainboards
Ein Mainboard besteht prinzipiell aus folgenden Faktoren:
Der CPU (Central Processing Unit)-Sockel, der auf dem Prozessorsockel sitzt, ist der Hauptprozessor. Die CPU stellt sowohl eine elektronische Schaltung dar als auch die zentrale Recheneinheit des Computers. Hier werden alle Vorgänge berechnet und gesteuert. Zudem werden die einzelnen Komponenten, Aus- und Eingaben gesteuert.
Der Chipsatz im Rechner besteht immer aus mehreren Schaltkreisen. Zusammen bilden sie eine Einheit. Der Chipsatz ist die Verbindungseinheit zwischen den einzelnen Elementen, so verbindet der Chipsatz RAM und ROM mit der CPU sowie alle anderen Schnittstellen, Komponenten und Bausätze.
Das BIOS (Basic Input/Output System) führt einen Systemcheck durch sobald der Computer gestartet wird. Das BIOS startet auch das Betriebssystem.
Die PCI (Peripheral Component Interconnect) sind die Steckplätze, die dafür sorgen, dass das System erweitert werden kann. Die PCI-Steckplätze sind die Steckplätze, an denen Netzwerkkarten oder Soundkarten angebracht werden können.
Auf der Leiterplatte gibt es in der Regel vier Steckplätze für den RAM (Random Access Memory). Der RAM wird als Arbeitsspeicher für die Ausführung von Programmen oder Programmteilen benötigt.
AGP/PCIe-Steckplätze sind Steckplätze für die Grafikkarten.
Die SATA (Serial Advanced-Attachment)-Anschlüsse befinden sich auf der Leiterplatte weil sie für die Datenübertragung benötigt werden. An die SATA-Anschlüsse werden werden HDD oder SSD-Festplatten und optische Laufwerke angeschlossen
Der Kühler oder Lüfter kühlt Komponenten wie die CPU und andere Komponenten, damit diese die volle Leistung erbringen können. Die Kühler werden über Pin-Anschlüsse mit Strom versorgt.
Die Batterie und der Stromanschluss sorgen dafür, dass Komponenten wie die Leiterplatte und andere Bauteile mit Strom versorgt werden. Zusätzlich sind Akkus in Notebooks und Laptops verbaut, sodass das Gerät auch ohne Stromversorgung einige Stunden arbeiten kann.
Daneben gibt es auf der Leiterplatte weitere Bausätze für Schnittstellen wie die LAN-Buchse, den USB-Port, einen HDMI-Anschluss oder einen VGA-Anschluss. Auch Peripheriegeräte können hier angebracht werden.
Früher gab es bei den Chipsätzen des Mainboards zwei Chipsätze, die Southbridge und die Northbridge. Die Northbridge verbindet RAM, CPU und Grafikkarte und ist wesentlich leistungsfähiger als die Southbridge. Die Southbridge verbindet Peripheriegeräte wie die Maus oder die Tastatur.
In den vergangenen Jahren wurde lediglich ein zentraler Chipsatz verbaut. Da die Wärmeentwicklung bei nur einem Chip immens ist, verbauen wieder einige Hersteller zwei Chips, wovon einer einer über die Northbridge und einer über die Southbridge verbunden ist.
Die Bauform von Leiterplatten
Die Formfaktoren bei den Mainboards sind vielfältig. Diese Formfaktoren enthalten Angaben zu dem Gehäuse, der Größe, den Befestigungsmöglichkeiten von Bauteilen wie der Festplatte oder anderen optischen Laufwerken. Der Vorteil liegt hier darin, dass Ersatzteile schnell und einfach gefunden werden. Diese müssen lediglich ausgetauscht und wieder miteinander verbunden werden. Die gängigsten Bauformen oder Formfaktoren sind: ATX, Micro-ATX, SSI EEB, SSI CEB, Micro-ATXX und Flex-ATX.
Die Leiterplatte ist die zentrale Schaltstelle im PC. Über sie werden fast alle elektrischen Teile des PCs angeschlossen. Sie ist folglich die zentrale Verbindungseinheit in Rechnern. Die Leiterplatten werden je nach Hersteller und Rechnungstyp mit verschiedenen Steckplätzen und Gerätekomponenten ausgestattet.