Bwrdd cylched printiedig Mae (PCB) i’w cael ym mron pob math o ddyfais electronig. Os oes cydrannau electronig mewn darn o offer, maent hefyd wedi’u hymgorffori mewn PCB o wahanol faint. Yn ogystal â thrwsio gwahanol rannau bach, prif swyddogaeth y PCB yw darparu cysylltiadau trydanol rhwng y cydrannau. Wrth i offer electronig ddod yn fwy a mwy cymhleth, mae angen mwy a mwy o rannau, ac mae’r gwifrau a’r rhannau ar y PCB yn dod yn fwy a mwy trwchus. Mae PCB safonol yn edrych rhywbeth fel hyn. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

Mae swbstrad y bwrdd ei hun wedi’i wneud o ddeunydd sydd wedi’i inswleiddio ac sy’n gallu gwrthsefyll plygu. Y deunydd llinell bach sydd i’w weld ar yr wyneb yw ffoil copr. Yn wreiddiol, mae’r ffoil copr wedi’i orchuddio ar y bwrdd cyfan, ac mae’r rhan ganol wedi’i ysgythru i ffwrdd yn y broses weithgynhyrchu, ac mae’r rhan sy’n weddill yn dod yn rhwydwaith o linellau bach. Gelwir y llinellau hyn yn ddargludyddion neu’n ddargludyddion ac fe’u defnyddir i ddarparu cysylltiadau trydanol â rhannau ar y PCB.

Er mwyn sicrhau rhannau i’r PCB, rydym yn sodro eu pinnau yn uniongyrchol i’r gwifrau. Ar PCB sylfaenol, mae’r rhannau wedi’u crynhoi ar un ochr ac mae’r gwifrau wedi’u crynhoi ar yr ochr arall. Felly mae angen i ni wneud tyllau yn y bwrdd fel y gall y pinnau fynd trwy’r bwrdd i’r ochr arall, fel bod pinnau’r rhannau wedi’u weldio i’r ochr arall. Oherwydd hyn, gelwir ochrau blaen a chefn PCB yn Ochr Cydran ac Ochr Solder yn y drefn honno.

Os oes rhannau ar y PCB y gellir eu tynnu neu eu rhoi yn ôl ar ôl eu cynhyrchu, bydd Socket yn cael ei ddefnyddio i osod y rhannau. Oherwydd bod y soced wedi’i weldio yn uniongyrchol i’r bwrdd, gellir dadosod y rhannau yn fympwyol. Mae plwg ZIF (Zero InserTIon Force) yn caniatáu mewnosod rhannau a’u tynnu’n hawdd. Gall y lifer wrth ymyl y soced ddal y rhannau yn eu lle ar ôl i chi eu mewnosod.

I gysylltu dau PCBS â’i gilydd, defnyddir cysylltydd ymyl yn gyffredin. Mae’r bys aur yn cynnwys nifer o badiau copr noeth sydd mewn gwirionedd yn rhan o weirio PCB. Fel rheol, i gysylltu, rydyn ni’n mewnosod y bys aur ar un PCB yn y Slot priodol (a elwir yn gyffredin Slot ehangu) ar y PCB arall. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

Y lliw gwyrdd neu frown ar y PCB yw lliw y mwgwd solder. Mae’r haen hon yn darian inswleiddio sy’n amddiffyn y wifren gopr ac yn atal rhannau rhag cael eu weldio i’r lle anghywir. Bydd sgrin sidan arall yn cael ei hargraffu ar yr haen gwrthiant sodr. Mae fel arfer yn cael ei argraffu gyda geiriau a symbolau (gwyn yn bennaf) i nodi lleoliad y rhannau ar y bwrdd. Screen printing surface is also known as icon surface

Chwedl).

Byrddau un ochr

Fel y soniasom, ar PCB sylfaenol, mae’r rhannau wedi’u crynhoi ar un ochr ac mae’r gwifrau wedi’u crynhoi ar yr ochr arall. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. Oherwydd bod gan baneli sengl lawer o gyfyngiadau llym ar ddyluniad y gylched (oherwydd mai dim ond un ochr oedd, ni allai’r gwifrau groesi a bu’n rhaid iddynt gymryd llwybr ar wahân), dim ond cylchedau cynnar a ddefnyddiodd fyrddau o’r fath.

Byrddau dwy ochr

Mae gan y bwrdd cylched weirio ar y ddwy ochr. Ond er mwyn defnyddio’r ddwy wifren, rhaid bod cysylltiadau trydanol iawn rhwng y ddwy ochr. Gelwir y “bont” hon rhwng cylchedau yn dwll tywys (VIA). Mae tyllau tywys yn dyllau bach yn y PCB wedi’u llenwi neu wedi’u gorchuddio â metel y gellir eu cysylltu â gwifrau ar y ddwy ochr. 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.

Byrddau Aml-haen

Er mwyn cynyddu’r arwynebedd y gellir ei wifro, defnyddir mwy o fyrddau gwifrau un ochr neu ddwy ochr. Mae’r bwrdd amlhaenog yn defnyddio sawl panel dwbl, a rhoddir haen o inswleiddio rhwng pob panel a’i gludo (ei wasgu). Mae nifer haenau’r bwrdd yn cynrychioli sawl haen weirio annibynnol, fel arfer nifer gytbwys o haenau, gan gynnwys y ddwy haen fwyaf allanol. Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. Mae’r rhan fwyaf o uwchgyfrifiaduron mawr yn defnyddio cryn dipyn o haenau o famfyrddau, ond maent wedi cwympo allan o ddefnydd oherwydd gellir eu disodli gan glystyrau o gyfrifiaduron cyffredin. 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.

Rhaid i’r twll canllaw (VIA) y soniasom amdano, os caiff ei gymhwyso i banel dwbl, fod trwy’r bwrdd cyfan

Ond mewn amlhaenog, os mai dim ond rhai o’r llinellau yr ydych am eu cysylltu, gall y tyllau tywys wastraffu rhywfaint o’r gofod llinell yn yr haenau eraill. 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. Dim ond â’r PCB mewnol y mae tyllau claddedig wedi’u cysylltu, felly nid oes golau i’w weld o’r wyneb.

Mewn PCB amlhaenog, mae’r haen gyfan wedi’i chysylltu’n uniongyrchol â’r wifren ddaear a’r cyflenwad pŵer. Felly rydyn ni’n dosbarthu’r haenau fel Signal, Power or Ground. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

Technoleg pecynnu rhannol

Trwy Dechnoleg Twll

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. Mae’r rhan hon yn cymryd llawer o le ac mae un twll yn cael ei ddrilio ar gyfer pob pin. Felly mae eu cymalau mewn gwirionedd yn cymryd lle ar y ddwy ochr, ac mae’r cymalau solder yn gymharol fawr. Ar y llaw arall, mae rhannau THT wedi’u cysylltu’n well â PCB na rhannau Technoleg ar yr Arwyneb (UDRh), y byddwn yn siarad amdanynt yn nes ymlaen. Mae angen i socedi fel socedi â gwifrau a rhyngwynebau tebyg oddef pwysau, felly pecynnau THT ydyn nhw fel rheol.

Technoleg ar yr wyneb

Ar gyfer rhannau Technoleg ar yr Arwyneb (UDRh), mae’r pin wedi’i weldio ar yr un ochr â’r rhannau. This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

Gellir weldio rhannau gludiog wyneb ar y ddwy ochr hyd yn oed.

Mae gan yr UDRh rannau llai na THT hefyd. Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT package parts are also less expensive than THT’s. Felly nid yw’n syndod bod y rhan fwyaf o PCBS heddiw yn UDRh.

Oherwydd bod y cymalau solder a phinnau rhannau yn fach iawn, mae’n anodd iawn eu weldio â llaw. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

Y broses ddylunio

Wrth ddylunio PCB, mae yna gamau hir iawn i fynd drwyddynt cyn gwifrau ffurfiol. Mae’r canlynol yn brif broses ddylunio:

The system specifications

Yn gyntaf oll, dylid cynllunio manylebau system yr offer electronig. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

Y cam nesaf yw creu diagram bloc swyddogaethol o’r system. Rhaid marcio’r berthynas rhwng y sgwariau hefyd.

Divide the system into several PCBS

Mae rhannu’r system yn sawl PCBS nid yn unig yn lleihau’r maint, ond hefyd yn rhoi’r gallu i’r system uwchraddio a chyfnewid rhannau. 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.

Darganfyddwch y dull pecynnu i’w ddefnyddio a maint pob 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. Dylid hefyd ystyried ansawdd a chyflymder y diagram cylched wrth ddewis y dechnoleg.

Lluniwch ddiagramau cylched sgematig o bob PCB

Dylid dangos manylion y rhyng-gysylltiadau rhwng y rhannau yn y braslun. Rhaid disgrifio PCB ym mhob system, ac mae’r mwyafrif ohonynt yn defnyddio CAD (Dylunio gyda Chymorth Cyfrifiadur) ar hyn o bryd. Here is an example of a CircuitMakerTM design.

Diagram sgematig o gylched PCB

Preliminary design of simulation operation

Er mwyn sicrhau bod y diagram cylched a ddyluniwyd yn gweithio, yn gyntaf rhaid ei efelychu gan ddefnyddio meddalwedd gyfrifiadurol. Gall meddalwedd o’r fath ddarllen glasbrintiau a dangos sut mae’r gylched yn gweithio mewn sawl ffordd. This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

Mae’r ffordd y mae rhannau’n cael eu gosod yn dibynnu ar sut maen nhw’n gysylltiedig â’i gilydd. Rhaid eu cysylltu â’r llwybr yn y ffordd fwyaf effeithlon. Mae gwifrau effeithlon yn golygu’r gwifrau byrraf posibl a llai o haenau (sydd hefyd yn lleihau nifer y tyllau canllaw), ond byddwn yn dod yn ôl at hyn mewn gwifrau gwirioneddol. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

Profwch bosibiliadau gwifrau gyda gweithrediad cywir ar gyflymder uchel

Gall rhai o feddalwedd cyfrifiadurol heddiw wirio a ellir cysylltu lleoliad pob cydran yn gywir, neu wirio a all weithredu’n gywir ar gyflymder uchel. Yr enw ar y cam hwn yw trefnu rhannau, ond ni awn yn rhy bell i mewn i hyn. Os oes problem gyda dyluniad y gylched, gellir aildrefnu rhannau hefyd cyn i’r gylched gael ei hallforio yn y maes.

Cylched allforio ar PCB

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. Mae’r cam hwn fel arfer yn gwbl awtomataidd, er bod angen newidiadau â llaw fel arfer. Below is the wire template for 2 laminates. Mae’r llinellau coch a glas yn cynrychioli haen rhannau PCB a’r haen weldio yn eu tro. Mae’r testun gwyn a’r sgwariau’n cynrychioli’r marciau ar wyneb argraffu’r sgrin. Mae’r dotiau coch a’r cylchoedd yn cynrychioli tyllau drilio a thywys. Ar y dde eithaf gallwn weld y bys aur ar wyneb weldio y PCB. The final composition of this PCB is often referred to as the working Artwork.

Rhaid i bob dyluniad gydymffurfio â set o reolau, megis lleiafswm bylchau neilltuedig rhwng llinellau, lleiafswm lled llinellau, a chyfyngiadau ymarferol tebyg eraill. Mae’r manylebau hyn yn amrywio yn ôl cyflymder y gylched, cryfder y signal i’w drosglwyddo, sensitifrwydd y gylched i ddefnydd pŵer a sŵn, ac ansawdd y deunydd a’r offer gweithgynhyrchu. If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. Er mwyn lleihau costau PCB, wrth leihau nifer yr haenau, mae hefyd angen talu sylw i weld a yw’r rheoliadau hyn yn dal i gael eu bodloni. Os oes angen mwy na 2 haen, defnyddir yr haen bŵer a’r haen ddaear fel arfer i osgoi effeithio ar y signal trosglwyddo ar yr haen signal, a gellir ei ddefnyddio fel tarian yr haen signal.

Gwifren ar ôl prawf cylched

Er mwyn sicrhau bod y llinell yn gweithio’n iawn y tu ôl i’r wifren, rhaid iddi basio’r prawf terfynol. Mae’r prawf hwn hefyd yn gwirio am gysylltiadau anghywir, ac mae pob cysylltiad yn dilyn y diagram sgematig.

Sefydlu a ffeilio

Oherwydd bod yna lawer o offer CAD ar hyn o bryd ar gyfer dylunio PCBS, rhaid bod gan wneuthurwyr broffil sy’n cwrdd â’r safonau cyn y gallant gynhyrchu byrddau. Mae yna sawl manyleb safonol, ond y mwyaf cyffredin yw manyleb Gerber Files. Mae set o ffeiliau Gerber yn cynnwys cynllun o bob signal, pŵer a haen ddaear, cynllun o’r haen gwrthiant sodr ac arwyneb argraffu’r sgrin, a ffeiliau penodedig o ddrilio a dadleoli.

Electromagnetic compatibility problem

Mae dyfeisiau electronig nad ydynt wedi’u cynllunio i fanylebau EMC yn debygol o ollwng egni electromagnetig ac ymyrryd ag offer cyfagos. Mae EMC yn gosod terfynau uchaf ar ymyrraeth electromagnetig (EMI), maes electromagnetig (EMF) ac ymyrraeth amledd radio (RFI). Gall y rheoliad hwn sicrhau gweithrediad arferol yr offer ac offer cyfagos eraill. Mae EMC yn gosod cyfyngiadau llym ar faint o ynni y gellir ei wasgaru neu ei drosglwyddo o un ddyfais i’r llall, ac mae wedi’i gynllunio i leihau tueddiad i EMF allanol, EMI, RFI, ac ati. Hynny yw, pwrpas y rheoliad hwn yw atal egni electromagnetig rhag mynd i mewn i’r ddyfais neu ddod ohoni. Mae hon yn broblem anodd iawn i’w datrys, ac fel rheol mae’n cael ei datrys trwy ddefnyddio pŵer a haenau sylfaen, neu roi PCBS mewn blychau metel. The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. Ni fyddwn yn mynd yn rhy bell i’r materion hyn.

Mae cyflymder uchaf y gylched yn dibynnu ar gydymffurfiad EMC. Mae EMI mewnol, fel y golled gyfredol rhwng dargludyddion, yn cynyddu wrth i’r amledd godi. Os yw’r gwahaniaeth cyfredol rhwng y ddau yn rhy fawr, gwnewch yn siŵr eich bod yn ymestyn y pellter rhyngddynt. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. Mae cyfradd yr oedi wrth weirio hefyd yn bwysig, felly po fyrraf yw’r hyd, y gorau. Felly bydd PCB bach gyda gwifrau da yn gweithio’n well ar gyflymder uchel na PCB mawr.