site logo

જ્યારે ધ્યાન આપવાની જરૂર હોય ત્યારે પીસીબી ડિઝાઇન

બોલતા પીસીબી બોર્ડ, 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.

ipcb

પીસીબી બોર્ડને સિંગલ લેયર બોર્ડ, ડબલ લેયર બોર્ડ અને મલ્ટી લેયર બોર્ડમાં વહેંચી શકાય છે. ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો PCB માં સંકલિત છે. મૂળભૂત સિંગલ-લેયર પીસીબી પર, ઘટકો એક બાજુ પર કેન્દ્રિત છે અને વાયર બીજી તરફ કેન્દ્રિત છે. તેથી આપણે બોર્ડમાં છિદ્રો બનાવવાની જરૂર છે જેથી પિન બોર્ડ દ્વારા બીજી બાજુ જઈ શકે, તેથી ભાગોના પીનને બીજી બાજુ વેલ્ડ કરવામાં આવે. 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. કેટલીકવાર માર્ગદર્શિકા છિદ્ર (મારફતે) દ્વારા એક વાયરને બોર્ડની બીજી બાજુથી બીજી બાજુ જોડવું જરૂરી છે. માર્ગદર્શિકા છિદ્રો પીસીબીમાં ભરેલા અથવા ધાતુ સાથે કોટેડ નાના છિદ્રો છે જે બંને બાજુના વાયરને જોડી શકાય છે. હવે ઘણા કમ્પ્યુટર મધરબોર્ડ પીસીબી બોર્ડના 4 અથવા તો 6 સ્તરોનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છે, જ્યારે ગ્રાફિક્સ કાર્ડ સામાન્ય રીતે પીસીબી બોર્ડના 6 સ્તરોનો ઉપયોગ કરે છે. NVIDIAGeForce4Ti શ્રેણી જેવા ઘણા હાઇ-એન્ડ ગ્રાફિક્સ કાર્ડ પીસીબી બોર્ડના 8 સ્તરોનો ઉપયોગ કરે છે, જેને મલ્ટિ-લેયર પીસીબી બોર્ડ કહેવામાં આવે છે. The problem of connecting lines between layers is also encountered on multi-layer PCBS, which can also be achieved through guide holes.

કારણ કે તે મલ્ટી લેયર પીસીબી છે, ક્યારેક માર્ગદર્શિકા છિદ્રોને સમગ્ર પીસીબીમાં પ્રવેશ કરવાની જરૂર નથી. આવા માર્ગદર્શિકા છિદ્રોને બુરીડવીઆસ અને બ્લાઇન્ડવીઆ કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે માત્ર થોડા સ્તરોમાં પ્રવેશ કરે છે. આંધળા છિદ્રો આંતરિક પીસીબીએસના અનેક સ્તરોને સમગ્ર બોર્ડમાં પ્રવેશ્યા વિના સપાટી પીસીબીએસ સાથે જોડે છે. દફન કરેલા છિદ્રો ફક્ત આંતરિક પીસીબી સાથે જોડાયેલા છે, તેથી સપાટી પરથી પ્રકાશ દેખાતો નથી. મલ્ટિલેયર પીસીબીમાં, સમગ્ર સ્તર સીધી ગ્રાઉન્ડ વાયર અને પાવર સપ્લાય સાથે જોડાયેલ છે. તેથી અમે સ્તરોને સિગ્નલ, પાવર અથવા ગ્રાઉન્ડ તરીકે વર્ગીકૃત કરીએ છીએ. જો પીસીબી પરના ભાગોને વિવિધ પાવર સપ્લાયની જરૂર હોય, તો તેમાં સામાન્ય રીતે બે કરતા વધારે પાવર અને વાયરના સ્તરો હોય છે. 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. મુખ્ય બોર્ડનું PCB મોટે ભાગે 4 સ્તરોનું હોય છે. ઉત્પાદન કરતી વખતે, મધ્ય બે સ્તરો અનુક્રમે રોલ્ડ, કટ, એચડ, ઓક્સિડાઇઝ્ડ અને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ હોય છે. ચાર સ્તરો અનુક્રમે ઘટક સપાટી, પાવર લેયર, સ્ટ્રેટમ અને સોલ્ડર લેમિનેશન છે. મુખ્ય બોર્ડ માટે PCB ની રચના કરવા માટે ચાર સ્તરોને એકસાથે દબાવવામાં આવે છે. Then the holes were punched and made. સફાઈ કર્યા પછી, રેખાના બાહ્ય બે સ્તરો છાપવામાં આવે છે, કોપર, કોતરણી, પરીક્ષણ, વેલ્ડીંગ પ્રતિકાર સ્તર, સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગ. છેલ્લે, સમગ્ર પીસીબી (ઘણા મધરબોર્ડ્સ સહિત) દરેક મધરબોર્ડના પીસીબીમાં સ્ટેમ્પ લગાવવામાં આવે છે, અને પછી ટેસ્ટ પાસ કર્યા પછી વેક્યુમ પેકેજિંગ હાથ ધરવામાં આવે છે. 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. યુક્તિ એ છે કે સમગ્ર સપાટી પર તાંબાના વરખનું પાતળું પડ ફેલાવવું અને કોઈપણ વધારાનું દૂર કરવું. ટ્રાન્સફર જોડવું એ બીજી ઓછી ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિ છે, જે માત્ર જ્યાં જરૂરી હોય ત્યાં કોપર વાયર લગાવવાની છે, પરંતુ અમે અહીં તેના વિશે વાત કરીશું નહીં.

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. પીસીબી સ્તરો બનાવવા માટે હૂડ માત્ર એક નમૂનો છે. પીસીબી પર ફોટોરેસિસ્ટને આવરી લેતો હૂડ ફોટોરેસિસ્ટના કેટલાક વિસ્તારોને પ્રકાશમાં આવતા અટકાવે છે જ્યાં સુધી ફોટોરેસિસ્ટ યુવી લાઇટના સંપર્કમાં ન આવે. These areas, which are covered with photoresist, will become wiring. ફોટોરેસિસ્ટ ડેવલપમેન્ટ પછી કોપરના અન્ય ભાગો કોતરવામાં આવશે. The etching process may involve dipping the board into the etching solvent or spraying the solvent onto the board. સામાન્ય રીતે ફેરિક ક્લોરાઇડ વગેરેનો ઉપયોગ કરીને એચિંગ દ્રાવક તરીકે વપરાય છે. After etching, remove the remaining photoresist.

1. વાયરિંગ પહોળાઈ અને વર્તમાન

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).

જ્યારે કોપર વરખની જાડાઈ લગભગ 50um હોય છે, ત્યારે વાયરની પહોળાઈ 1 ~ 1.5mm (60mil) = 2A હોય છે

સામાન્ય જમીન સામાન્ય રીતે 80mil હોય છે, ખાસ કરીને માઇક્રોપ્રોસેસર્સ ધરાવતી એપ્લિકેશન્સ માટે.

2. હાઇ સ્પીડ બોર્ડની આવર્તન કેટલી ંચી છે?

જ્યારે સિગ્નલ સમયનો ઉદય/પતન “સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન સમયનો 3 ~ 6 ગણો થાય છે, ત્યારે તેને હાઇ સ્પીડ સિગ્નલ તરીકે ગણવામાં આવે છે.

ડિજિટલ સર્કિટ માટે, ચાવી એ છે કે સિગ્નલની કિનારીની steાળ, ઉદય અને પડવા માટેનો સમય,

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! – – – – – – એટલે કે! 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. પીસીબી સ્ટેકીંગ અને લેયરિંગ

The four – layer plate has the following stacking sequence. વિવિધ લેમિનેશનના ફાયદા અને ગેરફાયદા નીચે વર્ણવેલ છે:

પ્રથમ કેસ ચાર સ્તરોમાંથી શ્રેષ્ઠ હોવો જોઈએ. 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. જો કે, જ્યારે બોર્ડની ઘનતા પ્રમાણમાં વધારે હોય ત્યારે પ્રથમ કેસનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. કારણ કે પછી, પ્રથમ સ્તરની અખંડિતતાની ખાતરી નથી, અને બીજા સ્તરનો સંકેત વધુ ખરાબ છે. આ ઉપરાંત, આ માળખાનો ઉપયોગ સમગ્ર બોર્ડના મોટા પાવર વપરાશના કિસ્સામાં થઈ શકતો નથી.

The second case is the one we usually use the most. બોર્ડની રચનામાંથી, તે હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ સર્કિટ ડિઝાઇન માટે યોગ્ય નથી. આ માળખામાં ઓછી વીજ અવરોધ જાળવવી મુશ્કેલ છે. Take a plate 2 mm as an example: Z0=50ohm. To line width of 8mil. Copper foil thickness is 35цm. તેથી સિગ્નલ લેયર અને રચનાનું મધ્ય 0.14 મીમી છે. 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. એસ 2. EMI શિલ્ડિંગ. 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. Impedance matching

પ્રતિબિંબિત વોલ્ટેજ સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર સ્ત્રોત પ્રતિબિંબ ગુણાંક ρ S અને લોડ પ્રતિબિંબ ગુણાંક ρL દ્વારા નક્કી થાય છે

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

ઉપરોક્ત સમીકરણમાં, જો RL = Z0, લોડ પ્રતિબિંબ ગુણાંક ρL = 0. જો RS = Z0 સ્ત્રોત-અંત પ્રતિબિંબ ગુણાંક ρS = 0.

કારણ કે સામાન્ય ટ્રાન્સમિશન લાઇન અવબાધ Z0 સામાન્ય રીતે 50 ω 50 of ની જરૂરિયાતોને પૂરી કરવી જોઈએ, અને લોડ અવબાધ સામાન્ય રીતે હજારો ઓહ્મથી હજારો ઓહ્મમાં હોય છે. તેથી, લોડ બાજુ પર અવબાધ મેચિંગને સમજવું મુશ્કેલ છે. જો કે, કારણ કે સિગ્નલ સ્રોત (આઉટપુટ) અવબાધ સામાન્ય રીતે પ્રમાણમાં નાનું હોય છે, આશરે દસ ઓહ્મમાં. તેથી સ્ત્રોત પર અવબાધ મેચિંગનો અમલ કરવો ખૂબ સરળ છે. જો લોડના અંતમાં રેઝિસ્ટર જોડાયેલ હોય, તો રેઝિસ્ટર સિગ્નલના ભાગને ટ્રાન્સમિશનના નુકસાન માટે શોષી લેશે (મારી સમજ). જ્યારે ટીટીએલ/સીએમઓએસ સ્ટાન્ડર્ડ 24 એમએ ડ્રાઇવ વર્તમાન પસંદ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેનું આઉટપુટ અવબાધ આશરે 13 છે. જો ટ્રાન્સમિશન લાઇન અવરોધ Z0 = 50, તો પછી 33 ω સ્રોત-અંત મેચિંગ રેઝિસ્ટર ઉમેરવું જોઈએ. 13 ω +33 ω = 46 ω (આશરે 50 ω, નબળા અન્ડરડેમ્પિંગ સિગ્નલ સેટઅપ સમયને મદદ કરે છે)

જ્યારે અન્ય ટ્રાન્સમિશન ધોરણો અને ડ્રાઇવ પ્રવાહો પસંદ કરવામાં આવે છે, ત્યારે બંધબેસતા અવરોધ અલગ હોઈ શકે છે. હાઇ-સ્પીડ લોજિક અને સર્કિટ ડિઝાઇનમાં, કેટલાક મુખ્ય સંકેતો, જેમ કે ઘડિયાળ, નિયંત્રણ સંકેતો માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે સ્રોત મેચિંગ રેઝિસ્ટર ઉમેરવું આવશ્યક છે.

આ રીતે, કનેક્ટેડ સિગ્નલ લોડ બાજુથી પાછું પ્રતિબિંબિત થશે, કારણ કે સ્રોત અવબાધ મેળ ખાય છે, પ્રતિબિંબિત સિગ્નલ પાછું પ્રતિબિંબિત થશે નહીં.