Çap devre (PCB) demək olar ki, hər cür elektron cihazda olur. If there are electronic components in a piece of equipment, they are also embedded in various sizes of PCB. In addition to fixing various small parts, the main function of the PCB is to provide electrical connections between the components. As electronic equipment becomes more and more complex, more and more parts are needed, and the wiring and parts on the PCB become more and more dense. Standart bir PCB buna bənzəyir. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

The substrate of the board itself is made of a material that is insulated and resistant to bending. The small line material that can be seen on the surface is copper foil. Originally, the copper foil is covered on the whole board, and the middle part is etched away in the manufacturing process, and the remaining part becomes a network of small lines. These lines are called conductors or conductors and are used to provide electrical connections to parts on the PCB.

To secure parts to the PCB, we solder their pins directly to the wiring. Əsas bir PCB -də hissələr bir tərəfdə, tellər isə digər tərəfdə cəmlənmişdir. So we need to make holes in the board so that the pins can go through the board to the other side, so the pins of the parts are welded to the other side. Because of this, the front and back sides of a PCB are called Component Side and Solder Side respectively.

PCB -də istehsaldan sonra çıxarıla bilən və ya yenidən taxıla bilən hissələr varsa, hissələri quraşdırmaq üçün Soket istifadə ediləcək. Because the socket is directly welded to the board, the parts can be arbitrarily disassembled. A ZIF (Zero InserTIon Force) plug allows parts to be inserted and removed easily. The lever next to the socket can hold the parts in place after you insert them.

To connect two PCBS to each other, an edge connector is commonly used. Qızıl barmaq, əslində PCB naqillərinin bir hissəsi olan bir çox çılpaq mis yastıqdan ibarətdir. Bir qayda olaraq, qoşulmaq üçün bir qızıl barmağı bir PCB üzərindəki digər yuvadakı uyğun yuvaya (genişləndirmə yuvası adlanır) daxil edirik. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

PCB üzərindəki yaşıl və ya qəhvəyi rəng lehim maskasının rəngidir. This layer is an insulating shield that protects the copper wire and prevents parts from being welded to the wrong place. Başqa bir ipək ekran lehim müqavimət qatında çap olunacaq. It is usually printed with words and symbols (mostly white) to indicate the position of the parts on the board. Screen printing surface is also known as icon surface

Əfsanə).

Tək tərəfli lövhələr

Qeyd etdiyimiz kimi, əsas bir PCB -də hissələr bir tərəfdə, tellər isə digər tərəfdə cəmlənmişdir. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. Tək panellərdə dövrənin dizaynında bir çox ciddi məhdudiyyətlər olduğu üçün (yalnız bir tərəfi olduğu üçün naqillər keçə bilmir və ayrı bir yol tutmalı olurdu), yalnız erkən dövrələr belə lövhələrdən istifadə edirdilər.

İki tərəfli lövhələr

Devre kartının hər iki tərəfində naqillər var. But in order to use both wires, there must be proper electrical connections between the two sides. Dövrlər arasındakı bu “körpüyə” bələdçi çuxuru (VIA) deyilir. Bələdçi deşikləri, hər iki tərəfdəki tellərə bağlana bilən və ya metallə örtülmüş PCB -də olan kiçik deliklərdir. Because a dual panel has twice the area of a single panel, and because the wiring can be interlaced (it can be wound around to the other side), it is better for more complex circuits than a single panel.

Multi-layer Boards

Kabel bağlana bilən ərazini artırmaq üçün daha çox tək və ya iki tərəfli kabel lövhələrindən istifadə olunur. Çox qatlı lövhədə bir neçə cüt panel istifadə olunur və hər panelin arasına bir izolyasiya təbəqəsi qoyulur və yapışdırılır (sıxılır). The number of layers of the board represents several independent wiring layers, usually an even number of layers, including the outermost two layers. Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. Əksər böyük superkompüterlər bir neçə təbəqə anakartdan istifadə edir, lakin adi kompüterlər qrupları ilə əvəz oluna biləcəyi üçün istifadədən çıxıb. Because the layers in a PCB are so tightly integrated, it’s not always easy to see the actual number, but if you look closely at the motherboard, you might be able to.

The guide hole (VIA) we just mentioned, if applied to a double panel, must be through the entire board

But in a multilayer, if you only want to connect some of the lines, the guide holes may waste some of the line space in the other layers. Buried vias and Blind vias avoid this problem because they only penetrate a few layers. Blind holes connect several layers of internal PCBS to surface PCBS without penetrating the entire board. Buried holes are only connected to the internal PCB, so light is not visible from the surface.

In a multilayer PCB, the entire layer is directly connected to the ground wire and the power supply. So we classify the layers as Signal, Power or Ground. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

Parça qablaşdırma texnologiyası

Delik Texnologiyası vasitəsilə

The technique of placing parts on one side of the board and welding the pins to the other side is called “Through Hole Technology (THT)” encapsulation. This part takes up a lot of space and one hole is drilled for each pin. Beləliklə, onların oynaqları əslində hər iki tərəfdə yer tutur və lehim birləşmələri nisbətən böyükdür. Digər tərəfdən, THT hissələri PCB ilə daha sonra danışacağımız Səthə Montajlı Texnologiya (SMT) hissələrindən daha yaxşı bağlıdır. Sockets like wired sockets and similar interfaces need to be pressure-tolerant, so they are usually THT packages.

Surface Mounted Technology

For Surface Mounted Technology (SMT) parts, the pin is welded on the same side with the parts. This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

Səth yapışqan hissələri hətta hər iki tərəfdən qaynaq edilə bilər.

SMT də THT -dən daha kiçik hissələrə malikdir. Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT package parts are also less expensive than THT’s. So it’s no surprise that most of today’s PCBS are SMT.

Because the solder joints and pins of parts are very small, it is very difficult to weld them manually. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

The design process

PCB dizaynında, rəsmi naqillərdən əvvəl keçmək üçün çox uzun addımlar var. Əsas dizayn prosesi aşağıdakılardır:

The system specifications

First of all, the system specifications of the electronic equipment should be planned. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

Növbəti addım sistemin funksional blok diaqramını yaratmaqdır. Kvadratlar arasındakı əlaqəni də qeyd etmək lazımdır.

Divide the system into several PCBS

Dividing the system into several PCBS not only reduces the size, but also gives the system the ability to upgrade and swap parts. The system function block diagram provides the basis for our segmentation. Computers, for example, can be divided into motherboards, display cards, sound cards, floppy disk drives, power supplies, and so on.

İstifadə ediləcək qablaşdırma üsulunu və hər bir PCB ölçüsünü təyin edin

Once the technology and the number of circuits used for each PCB has been determined, the next step is to determine the size of the board. If the design is too large, then packaging technology will have to change, or re-split the action. Texnologiyanı seçərkən dövrə diaqramının keyfiyyəti və sürəti də nəzərə alınmalıdır.

Draw schematic circuit diagrams of all PCB’s

The details of the interconnections between the parts should be shown in the sketch. Bütün sistemlərdə PCB təsvir edilməlidir və əksəriyyəti hal -hazırda CAD (Computer Aided Design) istifadə edir. Here is an example of a CircuitMakerTM design.

PCB dövrəsinin sxematik diaqramı

Preliminary design of simulation operation

To ensure that the designed circuit diagram works, it must first be simulated using computer software. Such software can read blueprints and show how the circuit works in many ways. This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

The way parts are placed depends on how they are connected to each other. Yola ən səmərəli şəkildə bağlanmalıdırlar. Efficient wiring means the shortest possible wiring and fewer layers (which also reduces the number of guide holes), but we’ll come back to this in actual wiring. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

Test wiring possibilities with correct operation at high speed

Müasir kompüter proqramlarından bəziləri, hər bir komponentin yerləşdirilməsinin düzgün bir şəkildə bağlana biləcəyini və ya yüksək sürətlə düzgün işləyə biləcəyini yoxlaya bilər. Bu addıma hissələrin tənzimlənməsi deyilir, amma buna çox da getməyəcəyik. Dövrə dizaynında bir problem varsa, dövrə sahəyə ixrac edilməzdən əvvəl hissələr də yenidən təşkil edilə bilər.

PCB -də ixrac dövrəsi

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. Əl ilə dəyişikliklər tələb olunsa da, bu addım ümumiyyətlə tam avtomatlaşdırılmışdır. Below is the wire template for 2 laminates. Qırmızı və mavi xətlər müvafiq olaraq PCB hissələri qatını və qaynaq qatını təmsil edir. The white text and squares represent the markings on the screen printing surface. Qırmızı nöqtələr və dairələr qazma və istiqamətləndirici delikləri təmsil edir. Sağ tərəfdə, PCB qaynaq səthində qızıl barmağı görə bilərik. The final composition of this PCB is often referred to as the working Artwork.

Each design must conform to a set of rules, such as minimum reserved gaps between lines, minimum line widths, and other similar practical limitations. Bu spesifikasiyalar dövrə sürətinə, ötürüləcək siqnalın gücünə, dövrənin enerji istehlakına və səs -küyə həssaslığına, materialın və istehsal avadanlıqlarının keyfiyyətinə görə dəyişir. If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. In order to reduce PCB costs, while reducing the number of layers, it is also necessary to pay attention to whether these regulations are still met. 2 -dən çox təbəqəyə ehtiyac olarsa, güc təbəqəsi və torpaq təbəqəsi ümumiyyətlə siqnal təbəqəsindəki ötürmə siqnalının qarşısını almaq üçün istifadə olunur və siqnal qatının qalxanı kimi istifadə edilə bilər.

Wire after circuit test

In order to be sure that the line is working properly behind the wire, it must pass the final test. Bu test eyni zamanda səhv əlaqələri yoxlayır və bütün əlaqələr sxematik diaqrama uyğun olaraq aparılır.

Qurmaq və sənədləşdirmək

Hal -hazırda PCBS dizaynı üçün bir çox CAD vasitəsi olduğundan, lövhələr istehsal etməzdən əvvəl istehsalçıların standartlara cavab verən bir profili olmalıdır. There are several standard specifications, but the most common is the Gerber Files specification. A set of Gerber files includes a plan of each signal, power and ground layer, a plan of the solder resistance layer and the screen printing surface, and specified files of drilling and displacing.

Electromagnetic compatibility problem

EMC spesifikasiyalarına uyğun olmayan elektron cihazların elektromaqnit enerjisi yayması və yaxınlıqdakı cihazlara müdaxilə etməsi ehtimal olunur. EMC, elektromaqnit müdaxiləsinə (EMI), elektromaqnit sahəsinə (EMF) və radio tezliyi müdaxiləsinə (RFI) maksimum məhdudiyyətlər qoyur. Bu tənzimləmə cihazın və yaxınlıqdakı digər cihazların normal işləməsini təmin edə bilər. EMC bir cihazdan digərinə səpələnə bilən və ya ötürülə bilən enerji miqdarına ciddi məhdudiyyətlər qoyur və xarici EMF, EMI, RFI və s. In other words, the purpose of this regulation is to prevent electromagnetic energy from entering or emanating from the device. This is a very difficult problem to solve, and is usually solved by using power and grounding layers, or putting PCBS into metal boxes. The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. We won’t go too far into these issues.

The maximum speed of the circuit depends on EMC compliance. Dirijorlar arasındakı cərəyan itkisi kimi daxili EMI tezlik artdıqca artır. Aralarındakı mövcud fərq çox böyükdürsə, aralarındakı məsafəni uzatdığınızdan əmin olun. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. Kablolama gecikmə dərəcəsi də vacibdir, buna görə uzunluq nə qədər qısa olarsa, bir o qədər yaxşıdır. Yaxşı bir telə sahib kiçik bir PCB, böyük bir PCB -dən daha yüksək sürətlə daha yaxşı işləyəcəkdir.