Parlant de PCB bord, 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 carte PCB peut être divisée en une carte simple couche, une carte double couche et une carte multicouche. Les composants électroniques sont intégrés dans le PCB. Sur un PCB simple couche de base, les composants sont concentrés d’un côté et les fils sont concentrés de l’autre. Nous devons donc faire des trous dans la carte pour que les broches puissent traverser la carte de l’autre côté, de sorte que les broches des pièces soient soudées de l’autre côté. 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. Parfois, il est nécessaire de connecter un seul fil d’un côté à l’autre de la carte à travers un trou de guidage (via). Les trous de guidage sont de petits trous dans le PCB remplis ou recouverts de métal qui peuvent être connectés aux fils des deux côtés. Maintenant, de nombreuses cartes mères d’ordinateurs utilisent 4 ou même 6 couches de carte PCB, tandis que les cartes graphiques utilisent généralement 6 couches de carte PCB. De nombreuses cartes graphiques haut de gamme comme la série nVIDIAGEForce4Ti utilisent 8 couches de carte PCB, appelée carte PCB multicouche. The problem of connecting lines between layers is also encountered on multi-layer PCBS, which can also be achieved through guide holes.

Parce qu’il s’agit d’un PCB multicouche, les trous de guidage n’ont parfois pas besoin de pénétrer dans tout le PCB. De tels trous de guidage sont appelés Buriedvias et Blindvias car ils ne pénètrent que quelques couches. Les trous borgnes relient plusieurs couches de PCB internes aux PCB de surface sans pénétrer dans toute la carte. Les trous enterrés ne sont connectés qu’au PCB interne, de sorte que la lumière n’est pas visible depuis la surface. Dans un PCB multicouche, toute la couche est directement connectée au fil de terre et à l’alimentation. Nous classons donc les couches en Signal, Power ou Ground. Si les pièces du PCB nécessitent des alimentations différentes, elles ont généralement plus de deux couches d’alimentation et de fils. 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. Le PCB de la carte principale est principalement composé de 4 couches. Lors de la fabrication, les deux couches intermédiaires sont respectivement laminées, découpées, gravées, oxydées et électrolytiques. Les quatre couches sont respectivement la surface du composant, la couche de puissance, la strate et la stratification de soudure. Les quatre couches sont ensuite pressées ensemble pour former un PCB pour la carte principale. Then the holes were punched and made. Après le nettoyage, les deux couches extérieures de la ligne sont imprimées, cuivre, gravure, test, couche de résistance au soudage, sérigraphie. Enfin, l’ensemble du PCB (y compris de nombreuses cartes mères) est estampé dans le PCB de chaque carte mère, puis un emballage sous vide est effectué après avoir réussi le test. 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. L’astuce consiste à étaler une fine couche de feuille de cuivre sur toute la surface et à éliminer tout excès. L’ajout de transfert est une autre méthode moins utilisée, qui consiste à appliquer du fil de cuivre uniquement là où il est nécessaire, mais nous n’en parlerons pas ici.

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. Le capot n’est qu’un gabarit pour faire des couches de PCB. Un capot recouvrant la résine photosensible sur le PCB empêche certaines zones de la résine photosensible d’être exposées jusqu’à ce que la résine photosensible soit exposée à la lumière UV. These areas, which are covered with photoresist, will become wiring. Autres pièces en cuivre nu à graver après développement de la résine photosensible. The etching process may involve dipping the board into the etching solvent or spraying the solvent onto the board. Généralement utilisé comme solvant de gravure utilisant du chlorure ferrique, etc. After etching, remove the remaining photoresist.

1. Largeur et courant de câblage

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).

Lorsque l’épaisseur de la feuille de cuivre est d’environ 50 um, la largeur du fil est de 1 ~ 1.5 mm (60 mil) = 2A

Le terrain d’entente est généralement de 80 mil, en particulier pour les applications avec des microprocesseurs.

2. Quelle est la fréquence de la carte à grande vitesse?

Lorsque la montée/baisse du temps de signal “3 ~ 6 fois le temps de transmission du signal, il est considéré comme un signal à grande vitesse.

Pour les circuits numériques, la clé est de regarder la pente du signal, le temps qu’il faut pour monter et descendre,

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! — — — — — – à savoir ! 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. Empilage et superposition de PCB

The four – layer plate has the following stacking sequence. Les avantages et les inconvénients des différentes stratifications sont expliqués ci-dessous :

Le premier cas doit être le meilleur des quatre couches. 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. Cependant, le premier cas ne peut pas être utilisé lorsque la densité du panneau est relativement élevée. Parce qu’alors, l’intégrité de la première couche n’est pas garantie et le signal de la deuxième couche est pire. De plus, cette structure ne peut pas être utilisée en cas de forte consommation électrique de l’ensemble de la carte.

The second case is the one we usually use the most. De par la structure de la carte, elle ne convient pas à la conception de circuits numériques à grande vitesse. Il est difficile de maintenir une faible impédance de puissance dans cette structure. Take a plate 2 mm as an example: Z0=50ohm. To line width of 8mil. Copper foil thickness is 35цm. Ainsi, la couche de signal et le milieu de la formation sont 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. Blindage 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. Adaptation d’impédance

L’amplitude du signal de tension réfléchi est déterminée par le coefficient de réflexion de la source S et le coefficient de réflexion de la charge ρL

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

Dans l’équation ci-dessus, si RL=Z0, le coefficient de réflexion de charge L=0. Si RS=Z0 coefficient de réflexion source-extrémité ρS=0.

Parce que l’impédance de ligne de transmission ordinaire Z0 doit généralement répondre aux exigences de 50 50 , et l’impédance de charge est généralement comprise entre des milliers d’ohms et des dizaines de milliers d’ohms. Par conséquent, il est difficile de réaliser une adaptation d’impédance du côté de la charge. However, because the signal source (output) impedance is usually relatively small, roughly in the tens of ohms. Il est donc beaucoup plus facile de mettre en œuvre l’adaptation d’impédance à la source. Si une résistance est connectée à l’extrémité de la charge, la résistance absorbera une partie du signal au détriment de la transmission (ma compréhension). Lorsque le courant de commande standard TTL/CMOS 24 mA est sélectionné, son impédance de sortie est d’environ 13 ω. Si l’impédance de la ligne de transmission Z0 = 50 , une résistance d’adaptation source-extrémité de 33 ω doit être ajoutée. 13 ω +33 ω =46 (environ 50 , un faible sous-amortissement aide le temps d’installation du signal)

Lorsque d’autres normes de transmission et courants d’entraînement sont sélectionnés, l’impédance correspondante peut être différente. Dans la logique à grande vitesse et la conception de circuits, pour certains signaux clés, tels que l’horloge, les signaux de commande, nous recommandons d’ajouter la résistance d’adaptation de source.

De cette façon, le signal connecté sera réfléchi par le côté charge, car l’impédance de la source correspond, le signal réfléchi ne sera pas réfléchi.