Printplaat (PCB) wurde fûn yn hast alle soarten elektroanyske apparaten. As d’r elektroanyske komponinten binne yn in stik ark, wurde se ek ynbêde yn ferskate maten PCB. Neist it reparearjen fan ferskate lytse dielen, is de haadfunksje fan ‘e PCB elektryske ferbiningen te leverjen tusken de komponinten. As elektroanyske apparatuer hieltyd komplekser wurdt, binne mear en mear dielen nedich, en wurde de bedrading en dielen op ‘e PCB hieltyd tichter. In standert PCB sjocht d’r sa út. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

It substraat fan it boerd sels is makke fan in materiaal dat isolearre is en resistint foar bûgen. It lytse line materiaal dat te sjen is op it oerflak is koperfolie. Oarspronklik is de koperfolie bedekt op it heule boerd, en it middelste diel wurdt etsen fuort yn it produksjeproses, en it oerbleaune diel wurdt in netwurk fan lytse rigels. Dizze linen wurde konduktors as konduktors neamd en wurde brûkt om elektryske ferbiningen te leverjen oan dielen op ‘e PCB.

Om dielen oan ‘e PCB te befeiligjen, soldeerje wy har pinnen direkt oan’ e bedrading. Op in basis PCB binne de dielen konsintrearre oan ‘e iene kant en de draden binne konsintrearre oan’ e oare. Dat wy moatte gatten meitsje yn it boerd, sadat de pinnen troch it boerd kinne gean nei de oare kant, sadat de pinnen fan ‘e dielen oan’ e oare kant binne laske. Fanwegen dit wurde de foar- en efterkant fan in PCB respektivelik Component Side en Solder Side neamd.

As d’r dielen binne op ‘e PCB dy’t kinne wurde ferwidere of opnij pleatst nei fabrikaazje, sil Socket wurde brûkt om de dielen te ynstallearjen. Om’t de socket direkt oan it boerd is laske, kinne de dielen willekeurich wurde útinoar helle. In ZIF (Zero InserTIon Force) -stekker lit dielen maklik ynfoege en fuortsmite. De hendel neist de socket kin de dielen op har plak hâlde neidat jo se hawwe ynfoege.

Om twa PCBS mei -inoar te ferbinen, wurdt in rânekonnektor faaks brûkt. De gouden finger befettet in oantal bleate koperblokken dy’t eins diel binne fan ‘e PCB -bedrading. Normaal, foar ferbining, stekke wy de gouden finger op ien PCB yn ‘e juste Slot (gewoanwei útwreidingsslot neamd) op’ e oare PCB. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

De griene as brune kleur op ‘e PCB is de kleur fan it soldeermasker. Dizze laach is in isolearjend skyld dat de koperdraad beskermet en foarkomt dat dielen op it ferkearde plak wurde laske. In oar seide skerm sil wurde printe op ‘e solderresistinsje laach. It wurdt normaal ôfdrukt mei wurden en symboalen (meast wyt) om de posysje fan ‘e dielen op it boerd oan te jaan. Screen printing surface is also known as icon surface

Leginde).

Iensidige boards

Lykas wy neamden, op in basis PCB, binne de dielen konsintrearre oan ‘e iene kant en de draden binne konsintrearre oan’ e oare. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. Om’t ienige panielen in protte strikte beheiningen hiene foar it ûntwerp fan it sirkwy (om’t d’r mar ien kant wie, koene de bedrading net oerstekke en moasten in apart paad nimme), brûkten allinich iere sirkels sokke buorden.

Dûbelsidige boards

It circuit board hat bedrading oan beide kanten. Mar om beide draden te brûken, moatte d’r juste elektryske ferbiningen wêze tusken de beide kanten. Dizze “brêge” tusken sirkels wurdt in gidsgat (VIA) neamd. Gidsgatten binne lytse gatten yn ‘e PCB fol of bedekt mei metaal dy’t kinne wurde ferbûn oan draden oan beide kanten. 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.

Mearlaach Boards

Om it gebiet dat kin wurde bedraad te ferheegjen, wurde mear ien- as dûbelsidige bedradingplanken brûkt. It mearlaachplank brûkt ferskate dûbele panielen, en in laach isolaasje wurdt pleatst tusken elk paniel en lijm (yndrukt). It oantal lagen fan it boerd fertsjintwurdiget ferskate ûnôfhinklike bedradingslagen, meastentiids in even oantal lagen, ynklusyf de eksternste twa lagen. Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. De measte grutte supercomputers brûke nochal wat lagen fan moederborden, mar se binne út gebrûk fallen, om’t se kinne wurde ferfongen troch klusters fan gewoane kompjûters. 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.

It gidsgat (VIA) dat wy krekt hawwe neamd, as tapast op in dûbel paniel, moat troch it heule boerd wêze

Mar yn in mearlaach, as jo inkele fan ‘e rigels allinich wolle ferbine, kinne de gidsgaten wat fan’ e rigelromte yn ‘e oare lagen fergrieme. 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. Begroeven gatten binne allinich ferbûn mei de ynterne PCB, sadat ljocht net fan it oerflak te sjen is.

Yn in mearlaach PCB is de heule laach direkt ferbûn mei de grûndraad en de stroomfoarsjenning. Dat wy klassifisearje de lagen as sinjaal, krêft as grûn. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

Diel ferpakkingstechnology

Troch 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. Dit diel nimt in protte romte yn en foar elke pin wurdt ien gat boarre. Dat har gewrichten namen eins romte oan beide kanten yn, en de soldeerbouten binne relatyf grut. Oan ‘e oare kant binne THT -dielen better ferbûn mei PCB dan Surface Mounted Technology (SMT) -dielen, wêr’t wy letter oer sille prate. Sockets lykas bedrade sockets en ferlykbere ynterfaces moatte druktolerant wêze, dus se binne normaal THT-pakketten.

Oerflak monteare technology

Foar dielen op oerflak monteare technology (SMT) wurdt de pin oan deselde kant laske mei de dielen. This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

Lijmdielen foar oerflak kinne sels oan beide kanten wurde laske.

SMT hat ek lytsere dielen dan THT. Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT package parts are also less expensive than THT’s. Dat it is gjin ferrassing dat de measte fan hjoeddeiske PCBS SMT binne.

Om’t de soldergewrichten en pinnen fan dielen heul lyts binne, is it heul lestich om se mei de hân te lassen. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

It ûntwerpproses

Yn PCB -ûntwerp binne d’r eins heul lange stappen om troch te gean foardat formele bedrading. It folgjende is it haad ûntwerpproses:

The system specifications

Alderearst moatte de systeemspesifikaasjes fan ‘e elektroanyske apparatuer wurde pland. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

De folgjende stap is it meitsjen fan in funksjoneel blokdiagram fan it systeem. De relaasje tusken de fjilden moat ek wurde markearre.

Divide the system into several PCBS

It dielen fan it systeem yn ferskate PCBS ferminderet net allinich de grutte, mar jout it systeem ek de mooglikheid om dielen te upgrade en te wikseljen. 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.

Bepaal de te brûken ferpakkingsmetoade en de grutte fan elke 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. De kwaliteit en snelheid fan it sirkwy -diagram moatte ek wurde beskôge by it selektearjen fan de technology.

Teken skematyske circuitdiagrammen fan alle PCB’s

De details fan ‘e ynterkonneksjes tusken de dielen moatte wurde werjûn yn’ e skets. PCB yn alle systemen moat wurde beskreaun, en de measten brûke op it stuit CAD (Computer Aided Design). Here is an example of a CircuitMakerTM design.

Skematyske diagram fan PCB circuit

Preliminary design of simulation operation

To ensure that the designed circuit diagram works, it must first be simulated using computer software. Sokke software kin blauprintsjes lêze en sjen litte hoe’t it circuit op in protte manieren wurket. This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

De manier wêrop dielen wurde pleatst hinget ôf fan hoe’t se mei elkoar binne ferbûn. Se moatte op ‘e meast effisjinte manier ferbûn wêze mei it paad. Efficiënte bedrading betsjuttet de koartst mooglike bedrading en minder lagen (wat ek it oantal gidsgaten ferminderet), mar wy komme hjir op werom yn werklike bedrading. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

Test wiringmooglikheden mei juste operaasje op hege snelheid

Guon fan ‘e hjoeddeistige komputersoftware kinne kontrolearje oft de pleatsing fan elke komponint goed kin wurde ferbûn, of kontrolearje oft it goed kin operearje op hege snelheid. Dizze stap hjit it organisearjen fan dielen, mar wy sille dit net te fier yngean. As d’r in probleem is mei it circuitûntwerp, kinne dielen ek wurde herschikt foardat it circuit wurdt eksporteare yn it fjild.

Eksportearje circuit op PCB

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. Dizze stap is meastentiids folslein automatisearre, hoewol hantliedingwizigingen gewoanlik fereaske binne. Below is the wire template for 2 laminates. De reade en blauwe rigels fertsjintwurdigje respektivelik de PCB -dielenlaach en de laselaach. De wite tekst en fjouwerkanten fertsjintwurdigje de markeringen op it oerflak fan it skermprintsje. De reade stippen en sirkels fertsjintwurdigje boarjen en liedende gatten. Hiel rjochts sjogge wy de gouden finger op it lasflak fan ‘e PCB. The final composition of this PCB is often referred to as the working Artwork.

Elk ûntwerp moat foldwaan oan in set regels, lykas minimale reservearre gatten tusken rigels, minimale linebreedtes, en oare ferlykbere praktyske beheiningen. Dizze spesifikaasjes ferskille ôfhinklik fan de snelheid fan it circuit, de sterkte fan it te ferstjoeren sinjaal, de gefoelichheid fan it circuit foar enerzjyferbrûk en lûd, en de kwaliteit fan it materiaal en produksjeapparatuer. If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. Om PCB -kosten te ferminderjen, wylst it oantal lagen wurdt fermindere, is it ek needsaaklik omtinken te jaan oan oft oan dizze regeljouwing noch wurdt foldien. As mear dan 2 lagen nedich binne, wurde de machtlaach en grûnlaach gewoanlik brûkt om te foarkommen dat it transmissiesignaal op ‘e sinjaallaach wurdt beynfloede, en kin wurde brûkt as in skyld fan’ e sinjaallaach.

Wire nei circuit test

Om der wis fan te wêzen dat de line goed wurket efter de draad, moat dizze de lêste test passe. Dizze test kontrolearret ek op ferkearde ferbiningen, en alle ferbiningen folgje it skematyske diagram.

Fêstigje en bestân meitsje

Om’t d’r op it stuit in protte CAD -ark binne foar it ûntwerpen fan PCBS, moatte fabrikanten in profyl hawwe dat foldocht oan ‘e noarmen foardat se platen kinne produsearje. D’r binne ferskate standertspesifikaasjes, mar de meast foarkommende is de spesifikaasje fan Gerber Files. In set Gerber -bestannen omfettet in plan fan elk sinjaal, krêft- en grûnlaach, in plan fan ‘e solderweerstandslaach en it oerflak foar skermprint, en spesifisearre bestannen fan boarjen en ferpleatsen.

Electromagnetic compatibility problem

Elektroanyske apparaten dy’t net binne ûntworpen foar EMC -spesifikaasjes sille wierskynlik elektromagnetyske enerzjy útstjoere en ynterferearje mei apparaten yn ‘e buert. EMC set maksimale grinzen op foar elektromagnetyske ynterferinsje (EMI), elektromagnetysk fjild (EMF) en radiofrekwinsje -ynterferinsje (RFI). Dizze regeling kin de normale wurking fan it apparaat en oare apparaten yn ‘e buert soargje. EMC set strikte grinzen op foar de hoemannichte enerzjy dy’t kin wurde ferspraat of oerbrocht fan it iene apparaat nei it oare, en is ûntworpen om de gefoelichheid foar eksterne EMF, EMI, RFI, ensafuorthinne te ferminderjen. Mei oare wurden, it doel fan dizze regeling is om te foarkommen dat elektromagnetyske enerzjy it apparaat ynkomt of útkomt. Dit is in heul lestich probleem om op te lossen, en wurdt normaal oplost troch macht en grûnlagen te brûken, of PCBS yn metalen doazen te setten. The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. Wy sille net te fier yngean op dizze problemen.

De maksimum snelheid fan it sirkwy is ôfhinklik fan EMC -neilibjen. Ynterne EMI, lykas aktueel ferlies tusken konduktors, nimt ta as de frekwinsje opkomt. As it hjoeddeiske ferskil tusken de twa te grut is, soargje dan derfoar dat jo de ôfstân tusken har ferlingje. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. De taryf fan fertraging yn bedrading is ek wichtich, dus hoe koarter de lingte, hoe better. Dat in lytse PCB mei goede bedrading sil by hegere snelheden better wurkje dan in grutte PCB.