PCB дизайны назар аударуды қажет ететін жағдайларда

туралы айта ПХД кеңесі, көптеген достар оны барлық жерде, тұрмыстық техникадан, компьютердегі аксессуарлардың барлық түрінен, цифрлық өнімдердің барлық түрлеріне дейін көруге болады деп ойлайды, егер электронды бұйымдардың барлығы дерлік ПХД тақтасын қолданса, онда ПХД тақтасы дегеніміз не? ? ПХД – бұл электронды компоненттерді енгізуге арналған баспа платасы болып табылатын PrintedCircuitBlock. Мыс қапталған негізгі табақ басылып шығарылады және кесу схемасынан шығарылады.

ipcb

ПХД тақтасын бір қабатты, екі қабатты және көп қабатты тақталарға бөлуге болады. ПХД электронды компоненттері біріктірілген. Негізгі бір қабатты ПХД-де компоненттер бір жаққа, ал сымдар екінші жағынан шоғырланған. Сонымен, біз түйреуіштер тақта арқылы екінші жағына өтуі үшін тесіктер жасауымыз керек, сондықтан бөлшектердің түйреуіштері екінші жағына дәнекерленген. Осыған байланысты мұндай ПХД -дің оң және теріс жақтары сәйкесінше ComponentSide және SolderSide деп аталады.

Екі қабатты тақтаны екі компонентті тақтаның екі жағында электронды компоненттері мен сымдары бар екі қабатты тақталар ретінде қарастыруға болады. Кейде тақтаның бір жағынан екінші жағына бағыттаушы тесік арқылы (арқылы) бір сымды жалғау қажет болады. Бағыттауыш тесіктер – бұл екі жағынан сымға қосуға болатын металлмен толтырылған немесе қапталған ПХД шағын тесіктері. Қазір көптеген компьютерлік аналық платалар 4 немесе тіпті 6 қабатты ПХД тақтасын қолданады, ал графикалық карталарда әдетте ПХД тақтасының 6 қабаты қолданылады. NVIDIAGeForce4Ti сериясы сияқты көптеген жоғары сапалы графикалық карталар ПХД тақтасының 8 қабатын пайдаланады, ол көп қабатты ПХД тақтасы деп аталады. Қабаттар арасындағы сызықтарды қосу мәселесі көп қабатты PCBS-те де кездеседі, оған да бағыттаушы тесіктер арқылы қол жеткізуге болады.

Бұл көп қабатты ПХД болғандықтан, кейде бағыттаушы тесіктерге ПХД-нің барлық жеріне енудің қажеті жоқ. Мұндай бағыттаушы тесіктер Buriedvias және Blindvias деп аталады, себебі олар тек бірнеше қабаттарға енеді. Соқыр саңылаулар ішкі тақтаның бірнеше қабатын бүкіл тақтаға енбестен PCBS бетіне қосады. Жерленген тесіктер тек ішкі ПХД -ға қосылған, сондықтан жарық беттен көрінбейді. Көп қабатты ПХД -да бүкіл қабат жерге тұйықталатын сымға және қуат көзіне тікелей қосылады. Сондықтан біз қабаттарды сигнал, қуат немесе жер деп жіктейміз. Егер ПХД бөлшектері әр түрлі қуат көздерін қажет етсе, оларда әдетте екіден көп қуат пен сым қабаты болады. Сіз неғұрлым көп қабаттарды қолдансаңыз, соғұрлым қымбат болады. Әрине, сигнал тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін ПХД тақтасының көп қабатын қолдану өте пайдалы.

Кәсіби ПХД тақтасын жасау процесі өте күрделі. Мысалы, 4 қабатты ПХД тақтасын алыңыз. Негізгі тақтаның ПХД негізінен 4 қабаттан тұрады. Өндіріс кезінде ортаңғы екі қабаттар тиісінше илектеледі, кесіледі, өңделеді, тотықтырылады және электрмен қапталады. Төрт қабат – сәйкесінше компоненттердің беті, қуат қабаты, қабат және дәнекерлеу ламинациясы. Содан кейін төрт қабат негізгі тақтаға ПХД қалыптастыру үшін бір -біріне басылады. Содан кейін тесіктер тесіліп, жасалды. Тазалаудан кейін желінің сыртқы екі қабаты басылады, мыс, ою, сынау, дәнекерлеуге төзімділік қабаты, экранды басып шығару. Ақырында, барлық ПХД (көптеген аналық платаларды қосқанда) әр аналық платаның ПХД -де мөрленеді, содан кейін вакуумдық орау тестілеуден өткеннен кейін жүзеге асырылады. Егер мыс терісі ПХД өндірісінде жақсы қапталмаған болса, онда адгезия нашар болады, қысқа тұйықталу немесе сыйымдылық әсерін білдіреді (кедергі келтіруге оңай). ПХД саңылауларына да назар аудару қажет. Егер тесік ортасынан емес, бір жағынан тесілсе, бұл біркелкі емес үйлесімділікке әкеледі немесе қоректену қабатымен оңай байланыста болады немесе ортасында түзілу болады, нәтижесінде ықтимал қысқа тұйықталу немесе жерге тұйықталу факторлары пайда болады.

Мыс сымдарын салу процесі

Өндірістегі бірінші қадам – ​​бұл бөлшектер арасында онлайн сымдарды орнату. Біз теріс өткізгішті металл өткізгіштегі жұмыс терісін білдіру үшін қолданамыз. Айла – мыс фольгасының жұқа қабатын бүкіл бетіне жағып, артық мөлшерін кетіру. Трансфертті қолдану – мыс сымды тек қажет жерде қолдану, бірақ біз бұл туралы бұл жерде айтпаймыз.

Позитивті фоторезистер жарық кезінде еритін фотосенсибилизаторлардан жасалған. Фоторезистерді мыспен емдеудің көптеген әдістері бар, бірақ ең жиі қолданылатын әдіс – оны қыздыру және фоторезисті бар бетке айналдыру. Ол сондай -ақ сұйық түрінде шашыратылуы мүмкін, бірақ құрғақ пленка жоғары ажыратымдылықты қамтамасыз етеді және сымдардың жұқа болуына мүмкіндік береді. Сорғыш – бұл ПХД қабаттарын жасауға арналған үлгі. ПХД -да фоторезисті жабатын сорғыш фоторезист ультракүлгін сәулеге ұшырағанға дейін фоторезистің кейбір жерлерінің ашық болуына жол бермейді. Фоторезистпен жабылған бұл жерлер сымға айналады. Басқа жалаң мыс бөлшектері фоторезистер дамығаннан кейін өңделеді. Тарту процесі тақтаны өңдеуге арналған еріткішке батыруды немесе еріткішті тақтаға шашуды қажет етуі мүмкін. Әдетте темір хлоридін және т. Кесуден кейін қалған фоторезистерді алып тастаңыз.

1. Сымдардың ені мен тогы

Жалпы ені 0.2 мм (8 миль) кем болмауы керек.

Жоғары тығыздықта және жоғары дәлдіктегі PCBS -те қадам мен сызықтың ені әдетте 0.3 мм (12 миль) құрайды.

Мыс фольга қалыңдығы шамамен 50um болғанда, сым ені 1 ~ 1.5мм (60миль) = 2А

Ортақ байланыс әдетте 80 мильді құрайды, әсіресе микропроцессорлы қосымшалар үшін.

2. Жылдам тақтаның жиілігі қаншалықты жоғары?

Сигнал уақытының «сигналдың берілу уақытынан 3 ~ 6 есе артуы/төмендеуі жоғары жылдамдықтағы сигнал болып саналады.

Цифрлық схемалар үшін кілт – сигналдың шеткі тіктігіне, көтерілу мен құлдырауға кететін уақытты қарау.

Классикалық «Жоғары жылдамдықтағы Digtal Design» кітабына сәйкес, 10% -дан 90% -ға дейінгі сигнал сымның кешігуінен 6 есе аз, бұл жоғары жылдамдықтағы сигнал! – – – – – – дәлірек айтқанда! Тіпті 8 кГц квадраттық толқын сигналдары, егер шеттері жеткілікті тік болса, әлі де жоғары жылдамдықты сигналдар болып табылады және сым өткізуде электр беру желісінің теориясын қолдану қажет.

3. ПХД жинақтау және қабаттастыру

Төрт қабатты пластинада келесі қабаттасу реттілігі бар. Әр түрлі ламинацияның артықшылықтары мен кемшіліктері төменде сипатталған:

Бірінші жағдай төрт қабаттың ең жақсысы болуы керек. Сыртқы қабат қабат болғандықтан, ол EMI -ге экрандаушы әсер етеді. Сонымен қатар, электрмен жабдықтау қабаты сенімді және қабатқа жақын, бұл электрмен жабдықтаудың ішкі қарсылығын кішірейтеді және қала маңындағы ең жақсы жерлерге жетеді. Дегенмен, тақтаның тығыздығы салыстырмалы түрде жоғары болған кезде бірінші жағдайды қолдануға болмайды. Өйткені, онда бірінші қабаттың тұтастығына кепілдік берілмейді, ал екінші қабаттағы сигнал нашар болады. Сонымен қатар, бұл құрылымды бүкіл тақта үлкен қуат тұтынған жағдайда қолдануға болмайды.

Екінші жағдай – біз жиі қолданатын жағдай. Тақтаның құрылымынан ол жоғары жылдамдықты цифрлық схеманы жобалауға жарамайды. Бұл құрылымда төмен қуат кедергісін сақтау қиын. Мысал ретінде 2 мм пластинаны алыңыз: Z0 = 50 Ом. Жолдың ені 8 миль. Мыс фольга қалыңдығы 35см. Сонымен, сигнал қабаты мен қабаттың ортасы 0.14 мм. Қабат пен қуаты 1.58 мм. Бұл электрмен жабдықтаудың ішкі қарсылығын айтарлықтай арттырады. Мұндай құрылымда сәулелену кеңістікке жататындықтан, ЭМИ азайту үшін қорғаныш пластина қажет.

Үшінші жағдайда, S1 қабатындағы сигнал желісі ең жақсы сапаға ие. S2. EMI экраны. Бірақ электрмен жабдықтау кедергісі үлкен. Бұл тақтаны бүкіл тақтаның энергия шығыны жоғары болғанда және тақта кедергілер көзі немесе кедергі көзіне іргелес болған кезде қолдануға болады.

4. Импеданс сәйкестігі

Шағылған кернеу сигналының амплитудасы көздің шағылу коэффициентімен анықталады ρ S және жүктеменің шағылу коэффициенті ρL

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

Жоғарыдағы теңдеуде RL = Z0 болса, жүктеменің шағылу коэффициенті ρL = 0. Егер RS = Z0 бастапқы нүктенің шағылу коэффициенті ρS = 0 болса.

Өйткені қарапайым электр беру желісінің Z0 кедергісі әдетте 50 ω 50 ω талаптарына сәйкес келуі керек, ал жүктеме кедергісі әдетте мың омнан ондаған мың омға дейін. Сондықтан жүктеме кезінде импеданс сәйкестігін жүзеге асыру қиын. Алайда, сигнал көзінің (шығысының) импеданс әдетте салыстырмалы түрде аз болғандықтан, шамамен ондаған ом. Сондықтан көзде импеданс сәйкестігін енгізу әлдеқайда оңай. Егер резистор жүктеме соңында қосылған болса, резистор сигналдың бір бөлігін таратуға зиян келтіреді (менің түсінуімше). TTL/CMOS стандартты 24мА жетекті ток таңдалған кезде оның шығыс кедергісі шамамен 13 Ом құрайды. Егер электр беру желісінің кедергісі Z0 = 50 Ом болса, онда 33 ω көзге сәйкес келетін резисторды қосу керек. 13 ω +33 ω = 46 ω (шамамен 50 ω, әлсіз демпинг сигналды орнатуға көмектеседі)

Басқа беріліс стандарттары мен жетекші токтар таңдалғанда, сәйкес импеданс әр түрлі болуы мүмкін. Жоғары жылдамдықтағы логика мен схеманы жобалауда, кейбір негізгі сигналдар үшін, мысалы, сағат, басқару сигналдары үшін, көзге сәйкес келетін резисторды қосуды ұсынамыз.

Осылайша, қосылған сигнал жүктеме жағынан кері шағылады, себебі бастапқы импеданс сәйкес келеді, шағылған сигнал кері шағылыспайды.