Diqqət tələb edən məsələlərdə PCB dizaynı

Danışan PCB kartı, many friends will think that it can be seen everywhere around us, from all household appliances, all kinds of accessories in the computer, to all kinds of digital products, as long as electronic products almost all use PCB board, so what is PCB board? A PCB is a PrintedCircuitBlock, which is a printed circuit board for electronic components to be inserted. A copperplated base plate is printed and etched out of the etching circuit.

ipcb

PCB lövhəsi bir qatlı lövhəyə, iki qatlı lövhəyə və çox qatlı lövhəyə bölünə bilər. Elektron komponentlər PCB -yə daxil edilmişdir. Əsas bir qatlı PCB-də komponentlər bir tərəfdə, tellər isə digər tərəfdə cəmlənmişdir. Beləliklə, lövhədə dəliklər açmalıyıq ki, sancaqlar lövhədən digər tərəfə keçsin, buna görə hissələrin sancaqları digər tərəfə qaynaqlanır. Because of this, the positive and negative sides of such PCB are respectively called ComponentSide and SolderSide.

A double-layer board can be seen as two single-layer boards glued together, with electronic components and wiring on both sides of the board. Bəzən lövhənin bir tərəfindən digər tərəfinə bir bələdçi çuxuru vasitəsilə (keçməklə) tək bir tel bağlamaq lazımdır. Bələdçi deşikləri, hər iki tərəfdəki tellərə bağlana bilən və ya metallə örtülmüş PCB -də olan kiçik deliklərdir. İndi bir çox kompüter anakartında 4 və ya hətta 6 qat PCB lövhəsi istifadə olunur, qrafik kartlarda ümumiyyətlə 6 qat PCB lövhəsi istifadə olunur. NVIDIAGeForce4Ti seriyası kimi bir çox yüksək keyfiyyətli qrafik kartları, çox qatlı PCB lövhəsi adlanan 8 qat PCB lövhəsindən istifadə edir. The problem of connecting lines between layers is also encountered on multi-layer PCBS, which can also be achieved through guide holes.

Çox qatlı bir PCB olduğundan, bəzən bələdçi deliklərinin bütün PCB-yə nüfuz etməsinə ehtiyac yoxdur. Bu cür bələdçi deliklərinə Buriedvias və Blindvias deyilir, çünki onlar yalnız bir neçə təbəqəyə nüfuz edir. Kor deliklər, bütün lövhəyə nüfuz etmədən bir neçə qat daxili PCBS -ni PCBS səthinə bağlayır. Gömülü deliklər yalnız daxili PCB -yə bağlıdır, buna görə işıq səthdən görünmür. Çox qatlı bir PCB -də, bütün təbəqə birbaşa torpaq telinə və enerji təchizatına bağlıdır. Beləliklə, təbəqələri Siqnal, Güc və ya Torpaq kimi təsnif edirik. PCB üzərindəki hissələr fərqli enerji təchizatı tələb edərsə, ümumiyyətlə ikidən çox güc və tel qatına malikdir. The more layers you use, the higher the cost. Of course, the use of more layers of PCB board to provide signal stability is very helpful.

The process of making a professional PCB board is quite complicated. Take a 4-layer PCB board for example. Əsas lövhənin PCB -si əsasən 4 təbəqədən ibarətdir. İstehsal edərkən, orta iki təbəqə sırasıyla yuvarlanır, kəsilir, aşındırılır, oksidləşir və elektroliz olunur. Dörd qat sırasıyla komponent səthi, güc təbəqəsi, təbəqə və lehim laminasiyasıdır. Dörd təbəqə daha sonra ana lövhə üçün bir PCB yaratmaq üçün bir -birinə basılır. Then the holes were punched and made. Təmizləndikdən sonra xəttin xarici iki təbəqəsi çap olunur, mis, aşındırma, sınaq, qaynaq müqavimət təbəqəsi, ekran çapı. Nəhayət, bütün PCB (bir çox anakart daxil olmaqla) hər bir anakartın PCB -nə vurulur və testdən sonra vakuum qablaşdırma aparılır. If the copper skin is not well coated in THE process of PCB production, there will be poor adhesion phenomenon, easy to imply short circuit or capacitance effect (easy to cause interference). The holes on PCB must also be taken care of. If the hole is punched not in the middle, but on one side, it will result in uneven matching or easy contact with the power supply layer or formation in the middle, resulting in potential short-circuiting or bad grounding factors.

Copper wiring process

The first step in fabrication is to establish an online wiring between parts. We use negative transfer to express the working negative on a metal conductor. İşin bütün səthinə nazik bir mis folqa təbəqəsi yaymaq və artıqlığı aradan qaldırmaqdır. Köçürmə tətbiq etmək, daha az istifadə olunan başqa bir üsuldur, mis telin yalnız lazım olduğu yerdə tətbiq edilməsi, ancaq burada bu barədə danışmayacağıq.

Positive photoresists are made from photosensitizers that dissolve under illumination. There are many ways to treat photoresist on copper, but the most common way is to heat it and roll it over a surface containing photoresist. It can also be sprayed in liquid form, but the dry film provides higher resolution and allows for thinner wires. Başlıq yalnız PCB təbəqələri hazırlamaq üçün bir şablondur. PCB üzərindəki fotorezisti əhatə edən bir başlıq, fotorezistin UV işığına məruz qalana qədər fotorezistin bəzi sahələrinin açılmasının qarşısını alır. These areas, which are covered with photoresist, will become wiring. Digər çılpaq mis hissələr fotorezist inkişafından sonra aşındırılacaq. The etching process may involve dipping the board into the etching solvent or spraying the solvent onto the board. Ümumiyyətlə ferrik xlorid və s. İstifadə edərək aşındırıcı həlledici kimi istifadə olunur. After etching, remove the remaining photoresist.

1. Kabel genişliyi və cərəyan

General width should not be less than 0.2mm (8mil)

On high density and high precision PCBS, pitch and line width are generally 0.3mm (12mil).

Mis folqa qalınlığı təxminən 50um olduqda, tel genişliyi 1 ~ 1.5mm (60mil) = 2A

Ümumi əsas, xüsusən mikroprosessorlu tətbiqlər üçün 80 mil.

2. Yüksək sürətli lövhənin tezliyi nə qədər yüksəkdir?

Siqnal vaxtının “siqnalın ötürülmə müddətinin 3 ~ 6 dəfə artması/düşməsi yüksək sürət siqnalı hesab olunur.

Rəqəmsal sxemlər üçün əsas, siqnalın kənar dikliyinə, qalxma və düşmə müddətinə baxmaqdır.

According to a very classic book “High Speed Digtal Design” theory, the signal from 10% to 90% of the time is less than 6 times the wire delay, is high-speed signal! – – – – – – yəni! Even 8KHz square wave signals, as long as the edges are steep enough, are still high-speed signals, and transmission line theory needs to be used in wiring

3. PCB yığma və qatlama

The four – layer plate has the following stacking sequence. Fərqli laminasiyanın üstünlükləri və dezavantajları aşağıda izah edilmişdir:

Birinci hal dörd qatın ən yaxşısı olmalıdır. Because the outer layer is the stratum, it has a shielding effect on EMI. Meanwhile, the power supply layer is reliable and close to the stratum, which makes the internal resistance of the power supply smaller and achieves the best suburbs. Bununla birlikdə, lövhənin sıxlığı nisbətən yüksək olduqda ilk vəziyyət istifadə edilə bilməz. Çünki o zaman birinci qatın bütövlüyünə zəmanət verilmir, ikinci qatın siqnalı isə daha pisdir. Bundan əlavə, bütün qurğunun böyük enerji istehlakı vəziyyətində bu quruluş istifadə edilə bilməz.

The second case is the one we usually use the most. Lövhənin quruluşundan, yüksək sürətli rəqəmsal sxem dizaynı üçün uyğun deyil. Bu quruluşda aşağı güc empedansını saxlamaq çətindir. Take a plate 2 mm as an example: Z0=50ohm. To line width of 8mil. Copper foil thickness is 35цm. Beləliklə, siqnal təbəqəsi və formalaşmanın ortası 0.14 mm -dir. The formation and power layer are 1.58mm. This greatly increases the internal resistance of the power supply. In this kind of structure, because the radiation is to the space, shielding plate is needed to reduce EMI.

In the third case, the signal line on layer S1 has the best quality. S2. EMI qoruyucu. But the power supply impedance is large. This board can be used when the power consumption of the whole board is high and the board is an interference source or adjacent to the interference source.

4. Empedans uyğunluğu

Yansıtılan gərginlik siqnalının amplitudası mənbə əks əmsalı ρ S və yük əks etdirmə əmsalı ρL ilə müəyyən edilir.

ρL = (RL-z0)/(RL + Z0) and ρS = (rS-z0)/(RS + Z0)

Yuxarıdakı tənlikdə RL = Z0 olarsa, yük əks etdirmə əmsalı ρL = 0 olar. Əgər RS = Z0 mənbə sonu əks etdirmə əmsalı ρS = 0 olarsa.

Adi ötürmə xətti empedansı Z0, adətən 50 ω 50 ω tələblərinə cavab verməlidir və yük empedansı ümumiyyətlə minlərlə ohmdan on minlərlə ohmadəkdir. Buna görə yük tərəfində empedans uyğunluğunu həyata keçirmək çətindir. Bununla birlikdə, siqnal mənbəyi (çıxış) empedansı ümumiyyətlə nisbətən kiçikdir, təxminən onlarla ohmda. Buna görə mənbədə empedans uyğunluğu tətbiq etmək daha asandır. Yükün sonunda bir rezistor bağlanarsa, rezistor siqnalın bir hissəsini ötürmənin zərərinə udacaq (mənim anlayışım). TTL/CMOS standart 24mA sürücü cərəyanı seçildikdə, onun çıxış empedansı təxminən 13 is təşkil edir. Əgər ötürmə xəttinin empedansı Z0 = 50 ω olarsa, 33 ω mənbəyinə uyğun bir rezistor əlavə edilməlidir. 13 ω +33 ω = 46 ω (təxminən 50 ω, zəif nəmləndirmə siqnal qurma vaxtına kömək edir)

Digər ötürmə standartları və sürücü cərəyanları seçildikdə, uyğun gələn empedans fərqli ola bilər. Yüksək sürətli məntiq və dövrə dizaynında, saat, idarəetmə siqnalları kimi bəzi əsas siqnallar üçün mənbə uyğun rezistorun əlavə edilməsini tövsiyə edirik.

Bu şəkildə, bağlı siqnal yük tərəfdən geri əks olunacaq, çünki qaynaq empedansı uyğun gəlir, əks olunan siqnal geri əks olunmayacaq.