Inprimatutako zirkuitu taula (PCB) ia gailu elektroniko mota guztietan aurkitzen dira. Ekipo batean osagai elektronikoak badaude, PCB tamaina desberdinetan ere txertatuta daude. Hainbat zati txiki konpontzeaz gain, PCBaren funtzio nagusia osagaien arteko konexio elektrikoak ematea da. As electronic equipment becomes more and more complex, more and more parts are needed, and the wiring and parts on the PCB become more and more dense. PCB estandarrak antzeko zerbait du. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

The substrate of the board itself is made of a material that is insulated and resistant to bending. Azalean ikus daitekeen material txikia kobrezko papera da. Jatorriz, kobrezko papera taula osoan estaltzen da, eta erdiko zatia fabrikazio prozesuan grabatuta geratzen da, eta gainerako zatia lerro txikien sare bihurtzen da. Linea hauei eroaleak edo eroaleak deitzen zaie eta PCBko piezei konexio elektrikoak emateko erabiltzen dira.

To secure parts to the PCB, we solder their pins directly to the wiring. Oinarrizko PCB batean, zatiak alde batetik kontzentratuta daude eta hariak bestetik. Beraz, taulan zuloak egin behar ditugu, pinak taulatik beste aldera joan daitezen, beraz, piezen pin-ak beste aldera soldatuta daude. Because of this, the front and back sides of a PCB are called Component Side and Solder Side respectively.

PCBan fabrikatu ondoren kendu edo berriro jarri daitezkeen piezak badaude, Socket piezak instalatzeko erabiliko da. Because the socket is directly welded to the board, the parts can be arbitrarily disassembled. A ZIF (Zero InserTIon Force) plug allows parts to be inserted and removed easily. Entxufe ondoko palankak piezak bere lekuan gorde ditzake sartu ondoren.

To connect two PCBS to each other, an edge connector is commonly used. Urrezko hatzak PCB kableatuaren zati diren kobrezko kuxin biluziak ditu. Normalean, konektatzeko, urrezko hatza PCB batean sartuko dugu dagokion PCBean (normalean hedapen-slot deritzona) beste PCBan. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

PCBaren kolore berdea edo marroia soldatzeko maskararen kolorea da. Geruza hori kobrezko haria babesten duen eta piezak okerreko tokira soldatzea eragozten duen ezkutu isolatzailea da. Soldatzeko erresistentzia geruzan beste serigrafia bat inprimatuko da. Normalean hitzekin eta sinboloekin inprimatzen da (gehienak zuriak) arbelean zatien kokapena adierazteko. Screen printing surface is also known as icon surface

Kondaira).

Alde bakarreko taulak

Aipatu dugun moduan, oinarrizko PCB batean, zatiak alde batetik kontzentratuta daude eta hariak bestetik. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. Panel bakarrek zirkuituaren diseinuan murrizketa zorrotzak zituztenez (alde bakarra zegoenez, kableatuak ezin zuen zeharkatu eta beste bide bat hartu behar zuten), lehen zirkuituek soilik erabiltzen zituzten horrelako plakak.

Alde biko taulak

Zirkuitu-plakak kableak ditu bi aldeetan. Bi hariak erabili ahal izateko, konexio elektriko egokiak egon behar dira bi aldeen artean. Zirkuituen arteko “zubi” horri gida-zuloa (VIA) esaten zaio. Gida-zuloak PCBz betetako edo metalez estalitako zulo txikiak dira, bi aldeetako harietara konektatu daitezkeenak. 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.

Multi-layer Boards

Kable daitekeen eremua handitzeko, alde bakarreko edo alde biko kableatu gehiago erabiltzen dira. Geruza anitzeko taulak hainbat panel bikoitz erabiltzen ditu, eta isolamendu geruza bat jartzen da panel bakoitzaren artean eta itsatsita (prentsatuta). Taularen geruza kopuruak kableatuen geruza independente batzuk ordezkatzen ditu, normalean geruza kopuru bikoitza, kanpoko bi geruzak barne. Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. Superordenagailu handi gehienek plaka amaierako geruza dezente erabiltzen dituzte, baina erabileratik kanpo geratu dira ordenagailu arrunten klusterrek ordezkatu ditzaketelako. 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.

Aipatu berri dugun gida-zuloa (VIA), panel bikoitzari aplikatuz gero, taula guztian zehar egon behar da

Baina geruza anitzeko batean, lerro batzuk soilik konektatu nahi badituzu, gida-zuloek beste geruzetako lerroaren zati bat xahutu dezakete. 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. Lurperatutako zuloak barneko PCBarekin soilik konektatzen dira, beraz, argia ez da gainazaletik ikusten.

In a multilayer PCB, the entire layer is directly connected to the ground wire and the power supply. Beraz, geruzak Seinalea, Potentzia edo Lur gisa sailkatzen ditugu. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

Piezak ontziratzeko teknologia

Hole Technology-ren bidez

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. Zati honek leku asko hartzen du eta zulo bat egiten da pin bakoitzerako. Beraz, haien junturek bi aldeetatik lekua hartzen dute, eta soldadura junturek nahiko handiak dira. Bestalde, THT piezak hobeto konektatzen dira PCBarekin Azalera Muntatutako Teknologiaren (SMT) piezak baino, geroago hitz egingo duguna. Kablezko socketek eta antzeko interfazeek bezalako socketek presioa jasan behar dute, beraz THT paketeak izan ohi dira.

Azalera Muntatutako Teknologia

Azalera Muntatutako Teknologiaren (SMT) piezetarako, pinak piezen alde beretik soldatzen dira. This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

Gainazaleko itsasgarrien piezak ere bi aldeetatik solda daitezke.

SMTk THT baino zati txikiagoak ditu. Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT package parts are also less expensive than THT’s. So it’s no surprise that most of today’s PCBS are SMT.

Because the solder joints and pins of parts are very small, it is very difficult to weld them manually. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

The design process

PCBen diseinuan, oso urrats luzeak egin behar dira kableatze formalaren aurretik. Honako hau da diseinu prozesu nagusia:

The system specifications

First of all, the system specifications of the electronic equipment should be planned. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

Hurrengo urratsa sistemaren bloke diagrama funtzionala sortzea da. Karratuen arteko harremana ere markatu behar da.

Divide the system into several PCBS

Sistema hainbat PCBSetan banatzeak tamaina murriztu ez ezik, sistemari piezak berritzeko eta trukatzeko aukera ere ematen dio. 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.

Erabili beharreko ontziratzeko metodoa eta PCB bakoitzaren neurria zehaztu

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. Zirkuitu-diagramaren kalitatea eta abiadura ere kontuan hartu behar dira teknologia hautatzerakoan.

Marraztu PCB guztien zirkuitu-diagrama eskematikoak

Zatien arteko loturen xehetasunak zirriborroan erakutsi behar dira. Sistema guztietan PCBak deskribatu behar dira eta gehienek CAD (Computer Aided Design) erabiltzen dute gaur egun. Here is an example of a CircuitMakerTM design.

PCB zirkuituaren eskema

Preliminary design of simulation operation

To ensure that the designed circuit diagram works, it must first be simulated using computer software. Softwareak planoak irakurri eta zirkuituak modu askotan nola funtzionatzen duen erakutsi dezake. This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

Piezak jartzeko modua elkarren artean nola lotzen direnaren araberakoa da. Bidera modu eraginkorrenean konektatuta egon behar dute. Kableatze eraginkorrak ahalik eta kablerik motzena eta geruza gutxiago ditu (gida-zulo kopurua ere murrizten du), baina berriro itzuliko gara benetako kableatuan. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

Probatu kableatuaren aukerak abiadura handiko funtzionamendu zuzenarekin

Gaur egungo ordenagailuko software batzuek egiaztatu dezakete osagai bakoitzaren kokapena ondo konektatu daitekeen ala ez edo abiadura handian ondo funtziona dezakeen. Urrats honi piezak antolatzea deitzen zaio, baina ez gara gehiegi sakonduko. Zirkuituaren diseinuarekin arazoren bat baldin badago, piezak ere berrantolatu daitezke zirkuitua eremura esportatu aurretik.

Esportatu zirkuitua PCBan

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. Urrats hau normalean guztiz automatizatua izan ohi da, nahiz eta eskuz aldaketak egin behar izaten diren. Below is the wire template for 2 laminates. Lerro gorriek eta urdinek PCB zatien geruza eta soldadura geruza adierazten dituzte hurrenez hurren. Testu zuriak eta laukiek serigrafiaren gainazaleko markak adierazten dituzte. Puntu eta zirkulu gorriek zulatzeko eta gidatzeko zuloak adierazten dituzte. Eskuin muturrean urrezko hatza PCBaren soldadura gainazalean ikus dezakegu. The final composition of this PCB is often referred to as the working Artwork.

Each design must conform to a set of rules, such as minimum reserved gaps between lines, minimum line widths, and other similar practical limitations. Zehaztapen hauek aldatu egiten dira zirkuituaren abiaduraren, igorri beharreko seinalearen indarraren, zirkuituaren sentsibilitatea energia kontsumoaren eta zarataren eta materialaren eta fabrikazio ekipoen kalitatearen arabera. If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. In order to reduce PCB costs, while reducing the number of layers, it is also necessary to pay attention to whether these regulations are still met. 2 geruza baino gehiago behar badira, potentzia-geruza eta lurreko geruza erabili ohi dira seinale-geruzako transmisio-seinalea eragozteko, eta seinale-geruzaren blindaje gisa erabil daitezke.

Zirkuitu probaren ondoren haria

Linea hariaren atzean ondo funtzionatzen duela ziurtatzeko, azken proba gainditu behar du. Proba honek konexio okerrak ere egiaztatzen ditu eta konexio guztiek diagrama eskematikoa jarraitzen dute.

Ezarri eta artxibatu

PCBS diseinatzeko CAD tresna ugari daudenez, fabrikatzaileek estandarrak betetzen dituen profila izan behar dute taulak fabrikatu aurretik. Hainbat zehaztapen estandar daude, baina ohikoena Gerber Files zehaztapena da. Gerber fitxategi multzo batek seinale, potentzia eta lurreko geruza bakoitzaren planoa, soldaduraren erresistentzia geruzaren planoa eta serigrafiaren gainazala eta zulaketa eta desplazamendu fitxategiak zehazten ditu.

Electromagnetic compatibility problem

EMC zehaztapenetara diseinatuta ez dauden gailu elektronikoek litekeena da energia elektromagnetikoa igortzea eta inguruko aparatuekin traba egitea. EMC-k interferentzia elektromagnetikoei (EMI), eremu elektromagnetikoari (EMF) eta irrati frekuentziako interferentziei (RFI) gehieneko mugak ezartzen dizkie. Erregelamendu honek aparatuaren eta inguruko beste aparatuen funtzionamendu normala ziurtatu dezake. EMCk muga zorrotzak ezartzen dizkio gailu batetik bestera barreiatu edo transmititu daitekeen energia kopuruari, eta kanpoko EMF, EMI, RFI eta abarrekiko sentikortasuna murrizteko diseinatuta dago. In other words, the purpose of this regulation is to prevent electromagnetic energy from entering or emanating from the device. This is a very difficult problem to solve, and is usually solved by using power and grounding layers, or putting PCBS into metal boxes. The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. We won’t go too far into these issues.

The maximum speed of the circuit depends on EMC compliance. Barne EMIa, hala nola eroaleen arteko korronte galera, maiztasuna igotzean handitzen da. Bien arteko uneko aldea handiegia bada, ziurtatu bien arteko distantzia luzatzen duzula. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. Kableatzeko atzerapen tasa ere garrantzitsua da, beraz, zenbat eta luzera txikiagoa izan, orduan eta hobeto. Beraz, kableatu ona duen PCB txikiak hobeto funtzionatuko du abiadura handian PCB handiak baino.