Circuitu stampatu (PCB) si trovanu in guasi ogni tipu di dispositivi elettronichi. Se ci sò cumpunenti elettronichi in un pezzu di apparecchiatura, sò ancu incubati in varie dimensioni di PCB. Oltre à riparà varie parti chjuche, a funzione principale di u PCB hè di furnisce cunnessioni elettriche trà i cumpunenti. Cum’è l’attrezzatura elettronica diventa di più in più cumplessa, sò necessarie sempre più parti, è u cablu è e parti di u PCB diventanu di più in più densi. Un PCB standard pare cusì. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

U substratu di u bordu stessu hè fattu di un materiale chì hè isolatu è resistente à a piega. U picculu materiale di linea chì pò esse vistu nantu à a superficia hè foglia di rame. À l’origine, a lamina di rame hè coperta nantu à tutta a tavula, è a parte media hè incisa in u prucessu di fabricazione, è a parte restante diventa una rete di linee chjuche. Queste linee sò chjamate cunduttori o cunduttori è sò aduprate per furnisce cunnessioni elettriche à e parti di u PCB.

Per assicurà e parti à u PCB, saldemu i so pins direttamente à u filu. Nantu à un PCB di basa, e parti sò cuncentrate da un latu è i fili sò cuncentrati da l’altru. Dunque ci vole à fà fori in u tavulinu per chì i pignotti possinu passà per u pannellu à l’altra parte, cusì i pignotti di e parti sò saldate à l’altra parte. Per via di questu, i lati davanti è posteriore di un PCB sò chjamati rispettivamente Latu di Componente è Latu di Saldatura.

Se ci sò e parti in u PCB chì ponu esse rimosse o rimette in opera dopu a fabricazione, Socket serà adupratu per installà e parti. Perchè a presa hè saldata direttamente à u bordu, e parti ponu esse arbitrariamente smuntate. Un plug ZIF (Zero InserTIon Force) permette à e parti di esse inserite è rimosse facilmente. A leva accantu à a presa pò tene e parti in postu dopu avè inseritu.

Per cunnette dui PCBS l’uni à l’altri, un connettore di punta hè comunmente adupratu. U dettu d’oru cuntene un numeru di pads di rame nudi chì sò in realtà parte di u cablaggio PCB. Nurmalmentu, per cunnette, inseremu u dettu d’oru nantu à una PCB in u Slot adattatu (cumunemente chjamatu Slot di espansione) in l’altru PCB. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

U culore verde o marrone nantu à u PCB hè u culore di a maschera di saldatura. Stu stratu hè un scudu isulante chì prutege u filu di ramu è impedisce chì e parti sianu saldate à u locu sbagliatu. Un altru serigrafia serà stampatu nantu à u stratu di resistenza di saldatura. Hè generalmente stampatu cù parolle è simboli (per u più bianchi) per indicà a pusizione di e parti nantu à u tavulone. Screen printing surface is also known as icon surface

Legenda).

Cunsiglii unilaterali

Cumu l’avemu dettu, nantu à un PCB di basa, e parti sò cuncentrate da una parte è i fili sò cuncentrati da l’altra. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. Perchè i pannelli singuli avianu assai restrizioni strette nantu à a cuncezzione di u circuitu (perchè ci era solu una parte, u cablu ùn pudia micca attraversà è duvia piglià una strada separata), solu i primi circuiti utilizavanu tali tavule.

Schede à doppia faccia

U circuitu hà cablatu da i dui lati. Ma per aduprà i dui fili, ci deve esse cunnessioni elettriche adatte trà i dui lati. Stu “ponte” trà circuiti hè chjamatu foru di guida (VIA). I fori di guida sò picculi fori in u PCB pieni o rivestiti di metallo chì ponu esse cunnessi à fili da i dui lati. 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.

Cunsiglii multi-stratu

Per aumentà a zona chì pò esse cablata, sò aduprati più pannelli di cablaggio singuli o doppia faccia. U pannellu multistratu utilizza parechji pannelli doppia, è un stratu di isolamentu hè piazzatu trà ogni pannellu è incollatu (pressatu). U numaru di strati di a tavula rapprisenta parechji strati di cablaggio indipendenti, di solitu un numeru paru di strati, cumprendu i dui strati esterni. Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. A maiò parte di i supercomputer grandi utilizanu abbastanza strati di schede madri, ma sò cascati fora d’usu chì ponu esse rimpiazzati da gruppi di urdinatori urdinarii. 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.

U foru di guida (VIA) chì avemu appena menzionatu, se applicatu à un doppiu pannellu, deve esse attraversu tuttu u bordu

Ma in un multistratu, se vulete solu cunnesse alcune di e linee, i fori di guida ponu sprecà un pocu di u spaziu di a linea in l’altri strati. 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. I buchi intarrati sò cunnessi solu à u PCB internu, cusì a luce ùn hè micca visibile da a superficia.

In un PCB multistratu, tuttu u stratu hè direttamente cunnessu à u filu di terra è à l’alimentazione. Cusì classificemu i strati cum’è Signal, Power o Ground. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

Tecnulugia di imballu di parte

Attraversu a Tecnulugia Hole

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. Questa parte occupa assai spaziu è un foru hè praticatu per ogni pin. Cusì e so articulazioni in realtà occupanu spaziu da i dui lati, è e giunzioni di saldatura sò relativamente grandi. D’altra parte, e parti THT sò megliu cunnesse à PCB di e parti di Tecnulugia Montata in Superficie (SMT), di cui parleremu più tardi. E prese cume e prese cablate è interfacce simili devenu esse tolleranti à a pressione, allora sò generalmente pacchetti THT.

Tecnulugia Montata in Superficie

Per e parti di Tecnulugia Montata in Superficie (SMT), u pin hè saldatu da u listessu latu cù e parti. This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

E parti adesive di superficie ponu ancu esse saldate da i dui lati.

SMT hà ancu parti più chjuche di THT. Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT package parts are also less expensive than THT’s. Cusì ùn hè micca surprisa chì a maiò parte di i PCBS d’oghje sò SMT.

Perchè i giunti di saldatura è i perni di e parti sò assai picculi, hè assai difficiule di saldarli manualmente. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

U prucessu di cuncepimentu

In u cuncepimentu di PCB, ci sò in realtà passi assai lunghi da passà prima di u cablaggio formale. U seguitu hè u prucessu principale di cuncepimentu:

The system specifications

Prima di tuttu, e specifiche di u sistema di l’attrezzatura elettronica devenu esse pianificate. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

U passu prossimu hè di creà un schema di blocchi funzionale di u sistema. A relazione trà e piazze deve esse ancu marcata.

Divide the system into several PCBS

A divisione di u sistema in parechji PCBS riduce micca solu a dimensione, ma dà ancu à u sistema a capacità di aghjurnà è scambià parti. 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.

Determinate u metudu di imballu da aduprà è a dimensione di ogni PCB

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. A qualità è a velocità di u schema di circuitu devenu ancu esse presi in considerazione quandu si seleziona a tecnulugia.

Disegna schemi di circuiti schematichi di tutti i PCB

I dettagli di l’interconnessioni trà e parti devenu esse mostrati in u schizzo. I PCB in tutti i sistemi devenu esse descritti, è a maiò parte di elli utilizanu attualmente CAD (Computer Aided Design). Here is an example of a CircuitMakerTM design.

Schema schematicu di u circuitu PCB

Preliminary design of simulation operation

To ensure that the designed circuit diagram works, it must first be simulated using computer software. Un tali software pò leghje i piani è mostrà cumu u circuitu funziona in parechji modi. This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

U modu di piazzamentu di e parti dipende da cume sò cunnessi l’uni à l’altri. Devenu esse cunnessi à u percorsu in u modu più efficiente. Un cablaggio efficiente significa u cablaggiu u più cortu pussibule è menu strati (chì riduce dinò u numeru di fori di guida), ma torneremu à questu in u cablaggio attuale. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

Pruvate e pussibilità di cablaggio cù un funziunamentu currettu à grande velocità

Alcuni di i prugrammi urdinatori d’oghje ponu verificà se u piazzamentu di ogni cumpunente pò esse cunnessu currettamente, o verificà se pò operà currettamente à grande velocità. Stu passu hè chjamatu arrangiazione di parti, ma ùn andaremu micca troppu in questu. Se ci hè un prublema cù a cuncezzione di u circuitu, e parti ponu ancu esse riorganizate prima chì u circuitu sia esportatu in u campu.

Circuitu di esportazione in PCB

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. Stu passu hè di solitu cumpletamente automatizatu, ancu se i cambiamenti manuali sò generalmente richiesti. Below is the wire template for 2 laminates. E linee rosse è turchine ripresentanu u stratu di e parti PCB è u stratu di saldatura rispettivamente. U testu biancu è i quadrati rapprisentanu e marcature nantu à a superficie di serigrafia. I punti rossi è i cerchi riprisentanu fori di foratura è di guida. À l’estrema diritta pudemu vede u dettu d’oru nantu à a superficia di saldatura di u PCB. The final composition of this PCB is often referred to as the working Artwork.

Ogni cuncepimentu deve esse conforme à un inseme di regule, cume spazi minimi riservati trà e linee, larghezze di linea minime, è altre limitazioni pratiche simili. Queste specificazioni varienu secondu a velocità di u circuitu, a forza di u signale da trasmette, a sensibilità di u circuitu à a cunsumazione di energia è u rumu, è a qualità di u materiale è di l’attrezzatura di fabbricazione. If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. Per riduce i costi di PCB, riducendu u numeru di strati, hè ancu necessariu fà attenzione à se sti regolamenti sò sempre rispettati. Sè più di 2 strati sò necessarii, u stratu di putenza è u stratu di terra sò generalmente aduprati per evità u segnale di trasmissione nantu à u stratu di segnale hè influenzatu, è pò esse adupratu cum’è un scudu di u stratu di segnale.

Filu dopu a prova di circuitu

Per esse sicuru chì a linea funziona currettamente daretu à u filu, deve passà a prova finale. Questa prova verifica ancu per e cunnessioni sbagliate, è tutte e cunnessioni seguenu u schema schematicu.

Stabilisce è archiviate

Perchè ci sò attualmente assai strumenti CAD per cuncepisce PCBS, i pruduttori devenu avè un prufilu chì risponde à e norme prima di pudè fabricà tavule. Ci hè parechje specificazioni standard, ma a più cumuna hè a specificazione di Gerber Files. Un inseme di fugliali Gerber include un pianu di ogni signale, putenza è stratu di terra, un pianu di u stratu di resistenza di saldatura è di a superficia di serigrafia, è file specificati di foratura è spiazzamentu.

Electromagnetic compatibility problem

I dispositivi elettronichi chì ùn sò micca cuncepiti per e specifiche EMC sò suscettibili di emette energia elettromagnetica è interferiscenu cù apparecchi vicini. EMC impone limiti massimi à interferenze elettromagnetiche (EMI), campu elettromagneticu (EMF) è interferenze à radiofrequenza (RFI). Questa regulazione pò assicurà u funziunamentu normale di l’apparecchiu è di altri apparecchi vicini. EMC impone limiti stretti à a quantità di energia chì pò esse spargugliata o trasmessa da un dispositivu à l’altru, è hè destinata à riduce a suscettibilità à EMF esterni, EMI, RFI, ecc. In altre parolle, u scopu di sta regulazione hè di prevene l’energia elettromagnetica da l’entrata o emanazione da u dispositivu. Questu hè un prublema assai difficiule da risolve, è di solitu hè risoltu aduprendu strati di putenza è di messa à terra, o mettendu PCBS in scatule metalliche. The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. Ùn anderemu micca troppu in questi prublemi.

A velocità massima di u circuitu dipende da a conformità EMC. L’EMI internu, cum’è a perdita attuale trà i cunduttori, aumenta cù a frequenza aumenta. Se a differenza attuale trà i dui hè troppu grande, assicuratevi di allungà a distanza trà elli. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. U ritmu di ritardu in u cablu hè ancu impurtante, cusì più corta hè a lunghezza, megliu serà. Dunque un picculu PCB cun bon cablu funziona megliu à alte velocità ch’è un grande PCB.