Parlant de Placa PCB, molts amics pensaran que es pot veure a tot arreu al nostre voltant, des de tots els electrodomèstics, tot tipus d’accessoris a l’ordinador, fins a tot tipus de productes digitals, sempre que els productes electrònics utilitzin gairebé tots els taulers PCB, per tant, què és la placa PCB? ? Un PCB és un PrintedCircuitBlock, que és una placa de circuit imprès per inserir components electrònics. S’imprimeix i grava una placa base de coure del circuit de gravat.

El tauler de PCB es pot dividir en tauler d’una sola capa, tauler de doble capa i tauler multicapa. Els components electrònics estan integrats al PCB. En un PCB bàsic d’una sola capa, els components es concentren per un costat i els cables es concentren per l’altre. Per tant, hem de fer forats al tauler perquè els passadors puguin passar pel tauler cap a l’altre costat, de manera que els passadors de les peces es soldin a l’altre costat. A causa d’això, els costats positius i negatius d’aquest PCB es denominen respectivament ComponentSide i SolderSide.

Una placa de doble capa es pot veure com dues taules d’una sola capa enganxades, amb components electrònics i cablejat a banda i banda de la placa. De vegades, cal connectar un sol cable d’un costat a l’altre costat de la placa a través d’un orifici de guia (via). Els orificis de guia són petits orificis del PCB farcits o recoberts de metall que es poden connectar a cables de les dues cares. Ara moltes plaques base d’ordinadors utilitzen 4 o fins i tot 6 capes de placa PCB, mentre que les targetes gràfiques solen utilitzar 6 capes de placa PCB. Moltes targetes gràfiques de gamma alta com la sèrie nVIDIAGeForce4Ti utilitzen vuit capes de placa PCB, que s’anomena placa PCB multicapa. El problema de la connexió de línies entre capes també es troba en PCBS multicapa, que també es pot aconseguir a través de forats de guia.

Com que és un PCB de múltiples capes, de vegades els forats de guia no necessiten penetrar a tot el PCB. Aquests forats de guia s’anomenen Buriedvias i Blindvias perquè només penetren unes poques capes. Els forats cecs connecten diverses capes de PCBS interns a la superfície de PCBS sense penetrar a tota la placa. Els forats enterrats només es connecten al PCB intern, de manera que la llum no és visible des de la superfície. En un PCB multicapa, tota la capa està connectada directament al cable de terra i a la font d’alimentació. Per tant, classifiquem les capes com a Senyal, Potència o Terra. Si les peces del PCB requereixen fonts d’alimentació diferents, normalment tenen més de dues capes de potència i filferro. Com més capes utilitzeu, més alt serà el cost. Per descomptat, l’ús de més capes de placa PCB per proporcionar estabilitat de senyal és molt útil.

El procés de fabricació d’una placa PCB professional és força complicat. Agafeu, per exemple, una placa PCB de 4 capes. El PCB de la placa principal és majoritàriament de 4 capes. Quan es fabrica, les dues capes centrals s’enrotllen, es tallen, es graven, s’oxiden i es galvanitzen respectivament. Les quatre capes són la superfície component, la capa de potència, l’estrat i la laminació de soldadura respectivament. Les quatre capes es premen juntes per formar un PCB per a la placa principal. Després es foradaven i foradaven els forats. Després de la neteja, s’imprimeixen les dues capes externes de la línia: coure, gravat, proves, capa de resistència a la soldadura, serigrafia. Finalment, tota la PCB (incloent moltes plaques base) s’estampa a la PCB de cada placa base i, a continuació, es realitza l’envasat al buit després de passar la prova. Si la pell de coure no està ben recoberta en el procés de producció de PCB, hi haurà un fenomen d’adherència deficient, fàcil d’implicar un curtcircuit o un efecte de capacitat (fàcil de causar interferències). També s’han de cuidar els forats del PCB. Si el forat no està perforat pel centre, sinó per un costat, donarà lloc a una coincidència desigual o al contacte fàcil amb la capa d’alimentació o la formació al centre, cosa que provocarà un curtcircuit potencial o malos factors de posada a terra.

Procés de cablejat de coure

El primer pas en la fabricació és establir un cablejat en línia entre les peces. Utilitzem la transferència negativa per expressar el negatiu de treball en un conductor metàl·lic. El truc és estendre una fina capa de paper de coure per tota la superfície i eliminar-ne l’excés. La transferència d’afegir és un altre mètode menys utilitzat, que consisteix a aplicar filferro de coure només allà on calgui, però no en parlarem aquí.

Els fotoresistents positius estan fets a partir de fotosensibilitzadors que es dissolen sota il·luminació. Hi ha moltes maneres de tractar la fotoresistència sobre coure, però la forma més habitual és escalfar-la i enrotllar-la sobre una superfície que contingui fotoresistència. També es pot ruixar en forma líquida, però la pel·lícula seca proporciona una resolució més alta i permet obtenir fils més prims. La caputxa és només una plantilla per fer capes de PCB. Una campana que cobreix la fotoresistència del PCB evita que algunes zones de la fotoresistència s’exposin fins que la fotoresistència quedi exposada a la llum UV. Aquestes zones, cobertes de fotoresistència, es convertiran en cablejats. Altres parts de coure nu que s’han de gravar després del desenvolupament de la fotoresistència. El procés de gravat pot implicar submergir el tauler en el dissolvent de gravat o ruixar el dissolvent sobre el tauler. S’utilitza generalment com a dissolvent de gravat mitjançant clorur fèrric, etc. Després de gravar, traieu la fotoresistència restant.

1. Amplada i corrent del cablejat

L’amplada general no ha de ser inferior a 0.2 mm (8 mil)

En PCBS d’alta densitat i alta precisió, l’amplada de pas i línia generalment és de 0.3 mm (12 mil).

Quan el gruix de la làmina de coure és d’uns 50um, l’amplada del filferro és d’1 ~ 1.5mm (60mil) = 2A

El terreny comú és generalment de 80 mil, especialment per a aplicacions amb microprocessadors.

2. Quina és la freqüència del tauler d’alta velocitat?

Quan la pujada / baixada del temps del senyal és de “3 ~ 6 vegades el temps de transmissió del senyal, es considera un senyal d’alta velocitat.

Per als circuits digitals, la clau és fixar-se en la pendent del senyal de la vora, el temps que triga a pujar i baixar,

Segons un llibre molt clàssic de la teoria del “Disseny digital d’alta velocitat”, el senyal del 10% al 90% del temps és inferior a 6 vegades el retard del cable, és un senyal d’alta velocitat. – – – – – – és a dir! Fins i tot els senyals d’ona quadrada de 8 KHz, sempre que les vores siguin prou inclinades, continuen sent senyals d’alta velocitat i cal utilitzar la teoria de les línies de transmissió en el cablejat

3. Apilament i capes de PCB

La placa de quatre capes té la següent seqüència d’apilament. A continuació s’expliquen els avantatges i desavantatges de diferents laminacions:

El primer cas ha de ser el millor de les quatre capes. Com que la capa exterior és l’estrat, té un efecte de protecció contra l’EMI. Mentrestant, la capa d’alimentació és fiable i propera a l’estrat, cosa que fa que la resistència interna de la font d’alimentació sigui més petita i aconsegueixi els millors suburbis. Tanmateix, el primer cas no es pot utilitzar quan la densitat de la placa és relativament alta. Perquè llavors, la integritat de la primera capa no està garantida i el senyal de la segona capa és pitjor. A més, aquesta estructura no es pot utilitzar en el cas d’un gran consum d’energia de tota la placa.

El segon cas és el que més solem utilitzar. Des de l’estructura del tauler, no és adequat per al disseny de circuits digitals d’alta velocitat. És difícil mantenir una impedància de potència baixa en aquesta estructura. Prenem com a exemple una placa de 2 mm: Z0 = 50ohm. Per ampliar la línia de 8mil. El gruix de la làmina de coure és de 35 µm. Per tant, la capa de senyal i el centre de la formació són de 0.14 mm. La capa de formació i potència és de 1.58 mm. Això augmenta considerablement la resistència interna de la font d’alimentació. En aquest tipus d’estructura, com que la radiació és cap a l’espai, es necessita una placa protectora per reduir l’EMI.

En el tercer cas, la línia de senyal de la capa S1 té la millor qualitat. S2. Blindatge EMI. Però la impedància de la font d’alimentació és gran. Aquesta placa es pot utilitzar quan el consum d’energia de tota la placa és elevat i la placa és una font d’interferència o adjacent a la font d’interferència.

4. Coincidència d’impedància

L’amplitud del senyal de tensió reflectida està determinada pel coeficient de reflexió de la font ρ S i el coeficient de reflexió de la càrrega ρL

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

A l’equació anterior, si RL = Z0, el coeficient de reflexió de càrrega ρL = 0. Si RS = Z0 coeficient de reflexió font-final ρS = 0.

Com que la impedància ordinària de la línia de transmissió Z0 normalment ha de complir els requisits de 50 ω 50 ω, i la impedància de càrrega sol ser de milers d’ohms a desenes de milers d’ohms. Per tant, és difícil adonar-se de la impedància al costat de la càrrega. Tanmateix, com que la impedància de la font (sortida) del senyal sol ser relativament petita, aproximadament en desenes d’ohms. Per tant, és molt més fàcil implementar la concordança d’impedància a la font. Si es connecta una resistència a l’extrem de càrrega, la resistència absorbirà part del senyal en detriment de la transmissió (entenc jo). Quan es selecciona el corrent estàndard de la unitat de 24 mA TTL / CMOS, la seva impedància de sortida és d’aproximadament 13 ω. Si la impedància de la línia de transmissió Z0 = 50 ω, s’hauria d’afegir una resistència de coincidència de la font de 33 ω. 13 ω +33 ω = 46 ω (aproximadament 50 ω, una amortiment insuficient ajuda el temps de configuració del senyal)

Quan se seleccionen altres estàndards de transmissió i corrents de transmissió, la impedància coincident pot ser diferent. En el disseny de circuits lògics i d’alta velocitat, per a alguns senyals clau, com ara rellotges, senyals de control, es recomana afegir la resistència de coincidència de la font.

D’aquesta manera, el senyal connectat es reflectirà cap enrere des del costat de la càrrega, ja que la impedància de la font coincideix, el senyal reflectit no es reflectirà cap enrere.