Presita cirkvita tabulo (PCB) troviĝas en preskaŭ ĉiu speco de elektronika aparato. Se estas elektronikaj komponantoj en peco de ekipaĵo, ili ankaŭ estas enigitaj en diversaj grandecoj de PCB. Krom ripari diversajn malgrandajn partojn, la ĉefa funkcio de la PCB estas provizi elektrajn ligojn inter la komponantoj. Ĉar elektronika ekipaĵo fariĝas pli kaj pli kompleksa, necesas pli kaj pli da partoj, kaj la drataro kaj partoj sur la PCB fariĝas pli kaj pli densaj. Norma PCB aspektas tiel. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

La substrato de la tabulo mem estas farita el materialo izolita kaj rezistema al fleksado. La eta linio-materialo videbla sur la surfaco estas kupra folio. Origine, la kupra folio estas kovrita sur la tuta tabulo, kaj la meza parto estas gravurita en la fabrikado, kaj la restanta parto fariĝas reto de malgrandaj linioj. Ĉi tiuj linioj nomiĝas konduktiloj aŭ kondukiloj kaj estas uzataj por provizi elektrajn konektojn al partoj sur la PCB.

Por sekurigi partojn al la PCB, ni lutas iliajn pinglojn rekte al la drataro. Sur baza PCB, la partoj estas koncentritaj unuflanke kaj la dratoj koncentritaj ĉe la alia. Do ni bezonas fari truojn en la tabulo tiel ke la pingloj povas trairi la tabulon al la alia flanko, do la pingloj de la partoj estas velditaj al la alia flanko. Pro tio, la antaŭaj kaj malantaŭaj flankoj de PCB respektive nomiĝas Komponenta Flanko kaj Solda Flanko.

Se estas partoj sur la PCB forigeblaj aŭ remeteblaj post fabrikado, Socket estos uzata por instali la partojn. Ĉar la ingo estas rekte veldita al la tabulo, la partoj povas esti arbitre malmuntitaj. ZIF (Zero InserTIon Force) ŝtopilo permesas enigi kaj forigi partojn facile. La levilo apud la ingo povas teni la partojn en loko post kiam vi enmetas ilin.

Por konekti du PCBS unu al la alia, randa konektilo estas kutime uzata. La ora fingro enhavas kelkajn nudajn kuprajn kusenetojn, kiuj efektive estas parto de la PCB-drataro. Kutime, por konektiĝi, ni enmetas la oran fingron sur unu PCB en la taŭgan Fendon (kutime nomatan ekspansian Fendon) sur la alia PCB. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

La verda aŭ bruna koloro sur la PCB estas la koloro de la luta masko. Ĉi tiu tavolo estas izola ŝildo, kiu protektas la kupran draton kaj malhelpas veldi partojn al la malĝusta loko. Alia silkekrano estos presita sur la luta rezista tavolo. Ĝi estas kutime presita kun vortoj kaj simboloj (plejparte blankaj) por indiki la pozicion de la partoj sur la tabulo. Screen printing surface is also known as icon surface

Legendo).

Unuflankaj Estraroj

Kiel ni menciis, sur baza PCB, la partoj estas koncentritaj unuflanke kaj la dratoj koncentriĝas sur la alia. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. Ĉar unuopaj paneloj havis multajn striktajn limojn pri la projektado de la cirkvito (ĉar estis nur unu flanko, la drataro ne povis transiri kaj devis preni apartan vojon), nur fruaj cirkvitoj uzis tiajn tabulojn.

Duflankaj Estraroj

La cirkvita plato havas drataron ambaŭflanke. Sed por uzi ambaŭ dratojn, devas esti taŭgaj elektraj konektoj inter la du flankoj. Ĉi tiu “ponto” inter cirkvitoj nomiĝas gvidotruo (VIA). Gvidaj truoj estas malgrandaj truoj en la PCB plenigitaj aŭ tegitaj per metalo, kiuj povas esti konektitaj al dratoj ambaŭflanke. 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.

Plurtavolaj Bretoj

Por pliigi la surfacigeblan areon, oni uzas pli unuflankajn aŭ duflankajn kablajn tabulojn. La plurtavola tabulo uzas plurajn duoblajn panelojn, kaj tavolo de izolado estas metita inter ĉiu panelo kaj gluita (premita). La nombro de tavoloj de la tabulo reprezentas plurajn sendependajn kablajn tavolojn, kutime para nombro de tavoloj, inkluzive la plej eksterajn du tavolojn. Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. Plej multaj grandaj superkomputiloj uzas sufiĉe multajn tavolojn de bazaj platoj, sed ili maluziĝis, ĉar ili povas esti anstataŭigitaj per aroj de ordinaraj komputiloj. 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.

La gvidotruo (VIA), kiun ni ĵus menciis, se aplikita al duobla panelo, devas esti tra la tuta tabulo

Sed en plurtavolo, se vi nur volas konekti iujn liniojn, la gvidotruoj eble malŝparos iom da la linia spaco en la aliaj tavoloj. 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. Entombigitaj truoj estas nur konektitaj al la interna PCB, do lumo ne videblas de la surfaco.

En plurtavola PCB, la tuta tavolo estas rekte konektita al la tera drato kaj la nutrado. Do ni klasifikas la tavolojn kiel Signalo, Potenco aŭ Grundo. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

Parta pakita teknologio

Tra Hole Technology

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. Ĉi tiu parto okupas multan spacon kaj unu truo estas praktikita por ĉiu pinglo. Do iliaj artikoj efektive okupas spacon ambaŭflanke, kaj la lutaj artikoj estas relative grandaj. Aliflanke, THT-partoj estas pli bone konektitaj al PCB ol Surface Mounted Technology (SMT) partoj, pri kiuj ni parolos poste. Ingoj kiel kablaj ingoj kaj similaj interfacoj devas esti premotoleremaj, do ili kutime estas THT-pakaĵoj.

Surfaca Muntita Teknologio

Por partoj de Surfaca Muntita Teknologio (SMT), la pinglo estas veldita samflanke kun la partoj. This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

Surfacaj gluaj partoj eĉ povas esti velditaj ambaŭflanke.

SMT ankaŭ havas pli malgrandajn partojn ol THT. Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT package parts are also less expensive than THT’s. Do ne surprizas, ke plej multaj hodiaŭaj PCBS estas SMT.

Ĉar la lutaj artikoj kaj pingloj de partoj estas tre malgrandaj, estas tre malfacile veldi ilin permane. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

La projektado

En PCB-projektado, efektive estas tre longaj paŝoj tra formalaj kabligoj. La sekva estas la ĉefa projektado:

The system specifications

Unue oni devas plani la sistemajn specifojn de la elektronika ekipaĵo. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

La sekva paŝo estas krei funkcian blokan diagramon de la sistemo. La rilato inter la kvadratoj ankaŭ devas esti markita.

Divide the system into several PCBS

Dividi la sistemon en plurajn PCBS ne nur reduktas la grandecon, sed ankaŭ donas al la sistemo la eblon ĝisdatigi kaj interŝanĝi partojn. 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.

Determinu la uzotan pakmetodon kaj la grandecon de ĉiu 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. La kvalito kaj rapideco de la cirkvitodiagramo ankaŭ devas esti konsiderataj kiam vi elektas la teknologion.

Desegnu skemajn cirkvitodiagramojn de ĉiuj PCB-oj

La detaloj de la interligoj inter la partoj devas esti montritaj en la skizo. PCB en ĉiuj sistemoj devas esti priskribita, kaj la plej multaj el ili nuntempe uzas CAD (Komputilhelpita Projekto). Here is an example of a CircuitMakerTM design.

Skema diagramo de PCB-cirkvito

Preliminary design of simulation operation

To ensure that the designed circuit diagram works, it must first be simulated using computer software. Tia programaro povas legi skizojn kaj montri kiel la cirkvito funkcias multmaniere. This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

La maniero meti partojn dependas de kiel ili estas konektitaj inter si. Ili devas esti konektitaj al la vojo laŭ la plej efika maniero. Efika drataro signifas la plej mallongan eblan drataron kaj malpli da tavoloj (kio ankaŭ reduktas la nombron de gvidotruoj), sed ni revenos al tio en reala drataro. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

Provu kabligajn eblojn kun ĝusta funkciado rapide

Iuj hodiaŭaj komputilaj programoj povas kontroli ĉu la lokigo de ĉiu ero povas esti ĝuste konektita, aŭ kontroli ĉu ĝi povas ĝuste funkcii rapide. Ĉi tiu paŝo nomiĝas aranĝi partojn, sed ni ne tro iros en ĉi tion. Se estas problemo kun la cirkvita projektado, partoj ankaŭ povas esti rearanĝitaj antaŭ ol la cirkvito eksportiĝas sur la kampo.

Eksportcirkvito sur PCB

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. Ĉi tiu paŝo kutime plene aŭtomatas, kvankam manaj ŝanĝoj kutime necesas. Below is the wire template for 2 laminates. La ruĝaj kaj bluaj linioj reprezentas la PCB-partan tavolon kaj la veldan tavolon respektive. La blanka teksto kaj kvadratoj reprezentas la markojn sur la ekrana presa surfaco. La ruĝaj punktoj kaj cirkloj reprezentas borajn kaj gvidajn truojn. Dekstre ni povas vidi la oran fingron sur la veldsurfaco de la PCB. The final composition of this PCB is often referred to as the working Artwork.

Ĉiu projektado devas konformi al reguloj, kiel minimumaj rezervitaj interspacoj inter linioj, minimumaj liniaj larĝoj kaj aliaj similaj praktikaj limoj. Ĉi tiuj specifoj varias laŭ la rapideco de la cirkvito, la forto de la elsendota signalo, la sentemo de la cirkvito al potenca konsumo kaj bruo, kaj la kvalito de la materialo kaj fabrikado de ekipaĵo. If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. Por redukti PCB-kostojn, reduktante la nombron da tavoloj, necesas ankaŭ atenti, ĉu ĉi tiuj regularoj ankoraŭ plenumiĝas. Se pli ol 2 tavoloj bezonas, la potenca tavolo kaj grunda tavolo estas kutime uzataj por eviti ke la transdona signalo sur la signala tavolo estas tuŝita, kaj povas esti uzata kiel ŝirmilo de la signala tavolo.

Drato post cirkvita testo

Por esti certa, ke la linio funkcias ĝuste malantaŭ la drato, ĝi devas pasigi la finan teston. Ĉi tiu testo ankaŭ kontrolas pri malĝustaj konektoj, kaj ĉiuj ligoj sekvas la skeman diagramon.

Establi kaj registri

Ĉar nuntempe ekzistas multaj CAD-iloj por desegni PCBS, fabrikantoj devas havi profilon, kiu plenumas la normojn, antaŭ ol ili povos fabriki tabulojn. Estas pluraj normaj specifoj, sed la plej ofta estas la specifo de Gerber Files. Aro de Gerber-dosieroj inkluzivas planon de ĉiu signalo, potenco kaj tera tavolo, plano de la luta rezista tavolo kaj la ekranprinta surfaco, kaj specifajn dosierojn de borado kaj delokiĝo.

Electromagnetic compatibility problem

Elektronikaj aparatoj, kiuj ne estas desegnitaj laŭ EMC-specifoj, probable elsendos elektromagnetan energion kaj malhelpos proksimajn aparatojn. EMC trudas maksimumajn limojn al elektromagneta interfero (EMI), elektromagneta kampo (EMF) kaj radiofrekvenca interfero (RFI). Ĉi tiu regularo povas certigi la normalan funkciadon de la aparato kaj aliaj proksimaj aparatoj. EMC trudas striktajn limojn al la kvanto de energio disigebla aŭ transdonebla de unu aparato al alia, kaj estas desegnita por redukti malsaniĝemecon al eksteraj EMF, EMI, RFI, ktp. Alivorte, la celo de ĉi tiu regulado estas malhelpi elektromagnetan energion eniri aŭ eliri el la aparato. Ĉi tio estas tre malfacile solvebla problemo, kaj kutime solviĝas uzante potencajn kaj terajn tavolojn, aŭ metante PCBS en metalajn skatolojn. The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. Ni ne tro iros pri ĉi tiuj aferoj.

La maksimuma rapido de la cirkvito dependas de EMC-plenumo. Interna EMI, kiel aktuala perdo inter kondukiloj, pliiĝas kiam la ofteco pliiĝas. Se la nuna diferenco inter ambaŭ estas tro granda, certigu plilongigi la distancon inter ili. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. La rapideco de prokrastado de drataro ankaŭ gravas, do ju pli mallonga estas la longeco, des pli bona. Do malgranda PCB kun bona drataro funkcios pli bone je altaj rapidoj ol granda PCB.