Apropos PCB-Board, viele Freunde werden denken, dass es überall um uns herum zu sehen ist, von allen Haushaltsgeräten, allen Arten von Zubehör im Computer bis hin zu allen Arten von digitalen Produkten, solange elektronische Produkte fast alle eine Leiterplatte verwenden, also was ist eine Leiterplatte? ? Eine Leiterplatte ist ein PrintedCircuitBlock, also eine Leiterplatte zum Einsetzen von elektronischen Bauteilen. Eine verkupferte Grundplatte wird gedruckt und aus der Ätzschaltung herausgeätzt.

Die Leiterplatte kann in Single-Layer-Board, Double-Layer-Board und Multi-Layer-Board unterteilt werden. In die Leiterplatte sind elektronische Komponenten integriert. Auf einer einfachen Single-Layer-Leiterplatte sind die Bauteile auf einer Seite und die Drähte auf der anderen Seite konzentriert. Wir müssen also Löcher in die Platine bohren, damit die Pins durch die Platine auf die andere Seite gehen können, damit die Pins der Teile auf der anderen Seite verschweißt werden. Aus diesem Grund werden die positiven und negativen Seiten einer solchen PCB jeweils als ComponentSide und SolderSide bezeichnet.

Eine Double-Layer-Platine kann als zwei miteinander verklebte Single-Layer-Platinen mit elektronischen Komponenten und Verdrahtung auf beiden Seiten der Platine betrachtet werden. Manchmal ist es notwendig, einen einzelnen Draht von einer Seite zur anderen Seite der Platine durch ein Führungsloch (Via) zu verbinden. Führungslöcher sind kleine Löcher in der Leiterplatte, die mit Metall gefüllt oder beschichtet sind und die beidseitig mit Drähten verbunden werden können. Heutzutage verwenden viele Computer-Motherboards 4 oder sogar 6 Leiterplattenschichten, während Grafikkarten im Allgemeinen 6 Leiterplattenschichten verwenden. Viele High-End-Grafikkarten wie die nVIDIAGeForce4Ti-Serie verwenden 8 Leiterplattenschichten, die als Multilayer-Leiterplatte bezeichnet werden. Auch bei Multilayer-Leiterplatten tritt das Problem der Verbindungslinien zwischen den Lagen auf, was auch durch Führungslöcher erreicht werden kann.

Da es sich um eine mehrlagige Leiterplatte handelt, müssen die Führungslöcher manchmal nicht die gesamte Leiterplatte durchdringen. Solche Führungslöcher werden Buriedvias und Blindvias genannt, weil sie nur wenige Schichten durchdringen. Sacklöcher verbinden mehrere Lagen von internen PCBS mit Oberflächen-PCBs, ohne die gesamte Platine zu durchdringen. Vergrabene Löcher sind nur mit der internen Platine verbunden, sodass Licht von der Oberfläche nicht sichtbar ist. Bei einer Multilayer-Leiterplatte ist die gesamte Schicht direkt mit dem Massedraht und der Stromversorgung verbunden. Also klassifizieren wir die Layer als Signal, Power oder Ground. Wenn die Teile auf der Leiterplatte unterschiedliche Stromversorgungen benötigen, haben sie in der Regel mehr als zwei Strom- und Drahtlagen. Je mehr Schichten Sie verwenden, desto höher sind die Kosten. Natürlich ist die Verwendung mehrerer Leiterplattenschichten zur Bereitstellung der Signalstabilität sehr hilfreich.

Der Prozess der Herstellung einer professionellen Leiterplatte ist ziemlich kompliziert. Nehmen Sie zum Beispiel eine 4-lagige Leiterplatte. Die Platine des Mainboards ist meist 4 Lagen. Bei der Herstellung werden die mittleren beiden Schichten gewalzt, geschnitten, geätzt, oxidiert bzw. galvanisiert. Die vier Schichten sind Komponentenoberfläche, Leistungsschicht, Schicht bzw. Lotlaminierung. Die vier Schichten werden dann zusammengepresst, um eine Leiterplatte für die Hauptplatine zu bilden. Dann wurden die Löcher gestanzt und gemacht. Nach der Reinigung werden die äußeren beiden Schichten der Linie gedruckt, Kupfer, Ätzen, Testen, Schweißwiderstandsschicht, Siebdruck. Schließlich wird die gesamte PCB (einschließlich vieler Motherboards) in die PCB jedes Motherboards gestanzt, und dann wird nach Bestehen des Tests eine Vakuumverpackung durchgeführt. Wenn die Kupferhaut im Prozess der PCB-Herstellung nicht gut beschichtet ist, kommt es zu einem schlechten Haftungsphänomen, das leicht auf einen Kurzschluss oder einen Kapazitätseffekt hindeutet (einfach, um Störungen zu verursachen). Auch die Löcher auf der Platine müssen beachtet werden. Wenn das Loch nicht in der Mitte, sondern auf einer Seite gestanzt wird, führt dies zu einer ungleichmäßigen Anpassung oder einem leichten Kontakt mit der Stromversorgungsschicht oder einer Bildung in der Mitte, was zu einem möglichen Kurzschluss oder schlechten Erdungsfaktoren führt.

Kupferverdrahtungsprozess

Der erste Schritt in der Fertigung besteht darin, eine Online-Verdrahtung zwischen den Teilen herzustellen. Wir verwenden die negative Übertragung, um das Arbeitsnegativ auf einem Metallleiter auszudrücken. Der Trick besteht darin, eine dünne Schicht Kupferfolie über die gesamte Oberfläche zu verteilen und überschüssiges Material zu entfernen. Anhängende Übertragung ist eine weitere weniger verwendete Methode, bei der Kupferdraht nur dort angebracht wird, wo er benötigt wird, aber wir werden hier nicht darüber sprechen.

Positive Photoresists werden aus Photosensibilisatoren hergestellt, die sich unter Beleuchtung auflösen. Es gibt viele Möglichkeiten, Photoresist auf Kupfer zu behandeln, aber die gebräuchlichste Methode besteht darin, ihn zu erhitzen und über eine Oberfläche mit Photoresist zu rollen. Es kann auch in flüssiger Form gesprüht werden, aber der Trockenfilm bietet eine höhere Auflösung und ermöglicht dünnere Drähte. Die Haube ist nur eine Vorlage für die Herstellung von PCB-Schichten. Eine Haube, die den Fotolack auf der Leiterplatte bedeckt, verhindert, dass einige Bereiche des Fotolacks belichtet werden, bis der Fotolack UV-Licht ausgesetzt wird. Diese Bereiche, die mit Fotolack bedeckt sind, werden zu Verdrahtungen. Andere blanke Kupferteile, die nach der Photoresistentwicklung geätzt werden. Der Ätzprozess kann das Eintauchen der Platine in das Ätzlösungsmittel oder das Aufsprühen des Lösungsmittels auf die Platine umfassen. Wird im Allgemeinen als Ätzlösungsmittel unter Verwendung von Eisenchlorid usw. verwendet. Entfernen Sie nach dem Ätzen den restlichen Fotolack.

1. Verdrahtungsbreite und Strom

Die allgemeine Breite sollte nicht weniger als 0.2 mm (8 mil) betragen.

Auf hochdichten und hochpräzisen Leiterplatten betragen Rastermaß und Linienbreite im Allgemeinen 0.3 mm (12 mil).

Wenn die Dicke der Kupferfolie etwa 50 um beträgt, beträgt die Drahtbreite 1 ~ 1.5 mm (60 mil) = 2 A

Die gemeinsame Masse beträgt im Allgemeinen 80 mil, insbesondere für Anwendungen mit Mikroprozessoren.

2. Wie hoch ist die Frequenz des Hochgeschwindigkeitsboards?

Wenn der Anstieg/Abfall der Signalzeit das 3- bis 6-fache der Signalübertragungszeit beträgt, wird dies als Hochgeschwindigkeitssignal betrachtet.

Bei digitalen Schaltungen ist es wichtig, die Flankensteilheit des Signals, die Anstiegs- und Abfallzeit,

Nach einer sehr klassischen Theorie des Buches “High Speed ​​Digtal Design” ist das Signal von 10% bis 90% der Zeit weniger als das 6-fache der Drahtverzögerung, ein Hochgeschwindigkeitssignal! — — — — — – nämlich! Sogar 8-kHz-Rechteckwellensignale, solange die Flanken steil genug sind, sind immer noch Hochgeschwindigkeitssignale, und bei der Verkabelung muss die Übertragungsleitungstheorie verwendet werden

3.PCB-Stapelung und -Schichtung

Die vierlagige Platte hat die folgende Stapelreihenfolge. Im Folgenden werden die Vor- und Nachteile verschiedener Laminierungen erläutert:

Der erste Fall sollte der beste der vier Schichten sein. Da die äußere Schicht die Schicht ist, hat sie eine abschirmende Wirkung auf EMI. Inzwischen ist die Stromversorgungsschicht zuverlässig und nah an der Schicht, was den Innenwiderstand der Stromversorgung kleiner macht und die besten Vororte erreicht. Der erste Fall kann jedoch nicht verwendet werden, wenn die Plattendichte relativ hoch ist. Denn dann ist die Integrität der ersten Schicht nicht garantiert und das Signal der zweiten Schicht ist schlechter. Außerdem kann diese Struktur bei einem großen Stromverbrauch der gesamten Platine nicht verwendet werden.

Der zweite Fall ist der, den wir normalerweise am häufigsten verwenden. Aufgrund der Struktur der Platine ist sie nicht für das Design von digitalen Hochgeschwindigkeitsschaltungen geeignet. Es ist schwierig, in dieser Struktur eine niedrige Leistungsimpedanz aufrechtzuerhalten. Nehmen wir als Beispiel eine Platte von 2 mm: Z0=50ohm. Bis Linienbreite von 8mil. Die Dicke der Kupferfolie beträgt 35цm. Die Signalschicht und die Mitte der Formation beträgt also 0.14 mm. Die Formations- und Leistungsschicht sind 1.58 mm groß. Dadurch wird der Innenwiderstand des Netzteils stark erhöht. Bei dieser Art von Struktur ist eine Abschirmplatte erforderlich, um EMI zu reduzieren, da die Strahlung in den Raum gerichtet ist.

Im dritten Fall hat die Signalleitung auf Schicht S1 die beste Qualität. S2. EMI-Abschirmung. Aber die Impedanz der Stromversorgung ist groß. Diese Platine kann verwendet werden, wenn der Stromverbrauch der gesamten Platine hoch ist und die Platine eine Störquelle ist oder neben der Störquelle liegt.

4. Impedanzanpassung

Die Amplitude des reflektierten Spannungssignals wird durch den Reflexionskoeffizienten der Quelle ρ S und den Reflexionskoeffizienten der Last ρL . bestimmt

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

In der obigen Gleichung ist, wenn RL = Z0, der Lastreflexionskoeffizient ρL = 0. Wenn RS=Z0 Quellen-Ende-Reflexionskoeffizient ρS=0.

Denn die normale Übertragungsleitungsimpedanz Z0 sollte normalerweise die Anforderungen von 50 ω 50 ω erfüllen, und die Lastimpedanz liegt normalerweise in Tausenden von Ohm bis Zehntausenden von Ohm. Daher ist es schwierig, eine Impedanzanpassung auf der Lastseite zu realisieren. Da jedoch die Impedanz der Signalquelle (Ausgangsimpedanz) normalerweise relativ klein ist, etwa im Bereich von mehreren zehn Ohm. Daher ist es viel einfacher, eine Impedanzanpassung an der Quelle zu implementieren. Wenn lastseitig ein Widerstand angeschlossen ist, nimmt der Widerstand einen Teil des Signals zu Lasten der Übertragung auf (mein Verständnis). Wenn der TTL/CMOS-Standardtreiberstrom von 24 mA ausgewählt ist, beträgt seine Ausgangsimpedanz ungefähr 13 . Wenn die Übertragungsleitungsimpedanz Z0 = 50 ω ist, sollte ein 33 ω quellenseitiger Anpassungswiderstand hinzugefügt werden. 13 ω +33 ω =46 ω (ungefähr 50 ω, schwache Unterdämpfung hilft Signalaufbauzeit)

Wenn andere Übertragungsstandards und Treiberströme ausgewählt werden, kann die Anpassungsimpedanz unterschiedlich sein. Im Hochgeschwindigkeits-Logik- und Schaltungsdesign empfehlen wir für einige Schlüsselsignale wie Takt- und Steuersignale, dass der Source-Anpassungswiderstand hinzugefügt werden muss.

Auf diese Weise wird das angeschlossene Signal von der Lastseite zurückreflektiert, da die Quellenimpedanz passt, wird das reflektierte Signal nicht zurückreflektiert.