Hablando de Placa PCB, many friends will think that it can be seen everywhere around us, from all household appliances, all kinds of accessories in the computer, to all kinds of digital products, as long as electronic products almost all use PCB board, so what is PCB board? A PCB is a PrintedCircuitBlock, which is a printed circuit board for electronic components to be inserted. A copperplated base plate is printed and etched out of the etching circuit.

La placa PCB se puede dividir en placa de una sola capa, placa de doble capa y placa de múltiples capas. Los componentes electrónicos están integrados en la PCB. En una PCB básica de una sola capa, los componentes se concentran en un lado y los cables se concentran en el otro. Entonces necesitamos hacer agujeros en la placa para que los pines puedan pasar a través de la placa hacia el otro lado, de modo que los pines de las piezas se suelden al otro lado. Because of this, the positive and negative sides of such PCB are respectively called ComponentSide and SolderSide.

A double-layer board can be seen as two single-layer boards glued together, with electronic components and wiring on both sides of the board. A veces es necesario conectar un solo cable de un lado al otro de la placa a través de un orificio de guía (vía). Los orificios guía son pequeños orificios en la PCB rellenos o recubiertos con metal que se pueden conectar a cables en ambos lados. Ahora, muchas placas base de computadora usan 4 o incluso 6 capas de placa PCB, mientras que las tarjetas gráficas generalmente usan 6 capas de placa PCB. Muchas tarjetas gráficas de gama alta, como la serie nVIDIAGeForce4Ti, utilizan 8 capas de placa PCB, que se denomina placa PCB multicapa. The problem of connecting lines between layers is also encountered on multi-layer PCBS, which can also be achieved through guide holes.

Debido a que es una placa de circuito impreso de varias capas, a veces los orificios de guía no necesitan penetrar toda la placa de circuito impreso. Estos orificios de guía se denominan Buriedvias y Blindvias porque solo penetran unas pocas capas. Los orificios ciegos conectan varias capas de PCBS interno a PCBS de superficie sin penetrar toda la placa. Los agujeros enterrados solo están conectados a la PCB interna, por lo que la luz no es visible desde la superficie. En una placa de circuito impreso multicapa, toda la capa está conectada directamente al cable de tierra y a la fuente de alimentación. Así que clasificamos las capas como Señal, Potencia o Tierra. Si las piezas de la PCB requieren diferentes fuentes de alimentación, por lo general tienen más de dos capas de cables y de alimentación. The more layers you use, the higher the cost. Of course, the use of more layers of PCB board to provide signal stability is very helpful.

The process of making a professional PCB board is quite complicated. Take a 4-layer PCB board for example. La PCB de la placa principal tiene principalmente 4 capas. Durante la fabricación, las dos capas intermedias se enrollan, cortan, graban, oxidan y galvanizan respectivamente. Las cuatro capas son la superficie del componente, la capa de potencia, el estrato y la laminación de soldadura, respectivamente. Luego, las cuatro capas se presionan juntas para formar un PCB para la placa principal. Then the holes were punched and made. Después de la limpieza, se imprimen las dos capas exteriores de la línea, cobre, grabado, prueba, capa de resistencia a la soldadura, serigrafía. Finalmente, toda la PCB (incluidas muchas placas base) se estampa en la PCB de cada placa base, y luego se realiza el envasado al vacío después de pasar la prueba. If the copper skin is not well coated in THE process of PCB production, there will be poor adhesion phenomenon, easy to imply short circuit or capacitance effect (easy to cause interference). The holes on PCB must also be taken care of. If the hole is punched not in the middle, but on one side, it will result in uneven matching or easy contact with the power supply layer or formation in the middle, resulting in potential short-circuiting or bad grounding factors.

Copper wiring process

The first step in fabrication is to establish an online wiring between parts. We use negative transfer to express the working negative on a metal conductor. El truco consiste en extender una fina capa de papel de cobre por toda la superficie y eliminar el exceso. Agregar transferencia es otro método menos utilizado, que consiste en aplicar alambre de cobre solo donde se necesita, pero no hablaremos de ello aquí.

Positive photoresists are made from photosensitizers that dissolve under illumination. There are many ways to treat photoresist on copper, but the most common way is to heat it and roll it over a surface containing photoresist. It can also be sprayed in liquid form, but the dry film provides higher resolution and allows for thinner wires. La campana es solo una plantilla para hacer capas de PCB. Una cubierta que cubre el fotorresistente en la PCB evita que algunas áreas del fotorresistente se expongan hasta que el fotorresistente se exponga a la luz ultravioleta. These areas, which are covered with photoresist, will become wiring. Otras partes de cobre desnudo se grabarán después del revelado del fotorresistente. The etching process may involve dipping the board into the etching solvent or spraying the solvent onto the board. Generalmente se utiliza como disolvente de grabado con cloruro férrico, etc. After etching, remove the remaining photoresist.

1. Ancho y corriente del cableado

General width should not be less than 0.2mm (8mil)

On high density and high precision PCBS, pitch and line width are generally 0.3mm (12mil).

Cuando el grosor de la lámina de cobre es de aproximadamente 50 um, el ancho del cable es de 1 ~ 1.5 mm (60 mil) = 2A

El terreno común es generalmente 80 mil, especialmente para aplicaciones con microprocesadores.

2. ¿Qué tan alta es la frecuencia de la placa de alta velocidad?

Cuando la subida / bajada del tiempo de la señal “3 ~ 6 veces el tiempo de transmisión de la señal, se considera una señal de alta velocidad.

Para los circuitos digitales, la clave es observar la inclinación del borde de la señal, el tiempo que tarda en subir y bajar,

According to a very classic book “High Speed Digtal Design” theory, the signal from 10% to 90% of the time is less than 6 times the wire delay, is high-speed signal! – – – – – – ¡a saber! Even 8KHz square wave signals, as long as the edges are steep enough, are still high-speed signals, and transmission line theory needs to be used in wiring

3.Apilamiento y estratificación de PCB

The four – layer plate has the following stacking sequence. Las ventajas y desventajas de diferentes laminaciones se explican a continuación:

El primer caso debería ser el mejor de las cuatro capas. Because the outer layer is the stratum, it has a shielding effect on EMI. Meanwhile, the power supply layer is reliable and close to the stratum, which makes the internal resistance of the power supply smaller and achieves the best suburbs. Sin embargo, el primer caso no se puede utilizar cuando la densidad de la placa es relativamente alta. Porque entonces, la integridad de la primera capa no está garantizada y la señal de la segunda capa es peor. Además, esta estructura no se puede utilizar en el caso de un gran consumo de energía de toda la placa.

The second case is the one we usually use the most. Por la estructura de la placa, no es adecuado para el diseño de circuitos digitales de alta velocidad. Es difícil mantener una impedancia de potencia baja en esta estructura. Take a plate 2 mm as an example: Z0=50ohm. To line width of 8mil. Copper foil thickness is 35цm. Entonces, la capa de señal y el medio de la formación es de 0.14 mm. The formation and power layer are 1.58mm. This greatly increases the internal resistance of the power supply. In this kind of structure, because the radiation is to the space, shielding plate is needed to reduce EMI.

In the third case, the signal line on layer S1 has the best quality. S2. Blindaje EMI. But the power supply impedance is large. This board can be used when the power consumption of the whole board is high and the board is an interference source or adjacent to the interference source.

4. Emparejamiento de impedancia

La amplitud de la señal de voltaje reflejada está determinada por el coeficiente de reflexión de la fuente ρ S y el coeficiente de reflexión de la carga ρL

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

En la ecuación anterior, si RL = Z0, el coeficiente de reflexión de la carga ρL = 0. Si RS = Z0 coeficiente de reflexión del extremo de la fuente ρS = 0.

Debido a que la impedancia de la línea de transmisión ordinaria Z0 generalmente debe cumplir con los requisitos de 50 ω 50 ω, y la impedancia de carga suele ser de miles de ohmios a decenas de miles de ohmios. Por lo tanto, es difícil realizar una adaptación de impedancia en el lado de la carga. Sin embargo, debido a que la impedancia de la fuente de señal (salida) suele ser relativamente pequeña, aproximadamente en decenas de ohmios. Por lo tanto, es mucho más fácil implementar la adaptación de impedancia en la fuente. Si se conecta una resistencia en el extremo de carga, la resistencia absorberá parte de la señal en detrimento de la transmisión (según tengo entendido). Cuando se selecciona la corriente de excitación estándar TTL / CMOS de 24 mA, su impedancia de salida es de aproximadamente 13 ω. Si la impedancia de la línea de transmisión Z0 = 50 ω, entonces se debe agregar una resistencia de adaptación del extremo de la fuente de 33 ω. 13 ω +33 ω = 46 ω (aproximadamente 50 ω, la falta de amortiguación débil ayuda al tiempo de configuración de la señal)

Cuando se seleccionan otros estándares de transmisión y corrientes de excitación, la impedancia coincidente puede ser diferente. En el diseño de circuitos y lógica de alta velocidad, para algunas señales clave, como el reloj, las señales de control, recomendamos que se agregue la resistencia de adaptación de la fuente.

De esta manera, la señal conectada se reflejará desde el lado de la carga, debido a que la impedancia de la fuente coincide, la señal reflejada no se reflejará.