Басылган райондук плата (ПХБ) дээрлик бардык электрондук түзүлүштөрдө кездешет. Эгерде жабдуунун бир бөлүгүндө электрондук компоненттер бар болсо, алар ПХБнын ар кандай өлчөмдөрүнө камтылган. ПХБнын негизги функциясы ар кандай майда бөлүктөрдү бекитүүдөн тышкары, компоненттердин ортосундагы электрдик байланыштарды камсыз кылуу болуп саналат. Электрондук жабдуулар барган сайын татаалдашып бараткан сайын, тетиктер көп талап кылынат жана ПХБдагы зымдар менен бөлүктөр барган сайын тыгыз болуп калат. Стандарттык ПХБ окшош окшойт. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

Тактанын субстраты изоляцияланган жана ийилүүгө туруктуу материалдан жасалган. Бетинде көрүнүп турган кичинекей линия материалы жез фольга. Башында, жез фольга бүт коллегияда жабылган, ал эми ортоңку бөлүгү өндүрүш процессинде чегилип, калган бөлүгү кичинекей линиялардын тармагына айланат. Бул линиялар өткөргүчтөр же өткөргүчтөр деп аталат жана ПХБдагы бөлүктөргө электрдик туташууларды берүү үчүн колдонулат.

ПХБнын бөлүктөрүн камсыз кылуу үчүн, биз алардын казыктарын зымга түз туташтырабыз. Негизги ПХБда тетиктер бир жакка, зымдар экинчи жакка топтолгон. Ошентип, биз казыктарды башка тарапка тактай аркылуу өтө алгыдай кылып тешиктерди жасашыбыз керек, андыктан тетиктердин казыктары башка тарапка ширетилет. Ушундан улам, ПХБнын алдыңкы жана арткы тарабы тийиштүү түрдө Компонент Жагы жана Solder Side деп аталат.

ПХБда өндүрүштөн кийин алынып салынуучу же кайра салынуучу бөлүктөр бар болсо, Socket бөлүктөрдү орнотуу үчүн колдонулат. Розетка тактага ширетилгендиктен, тетиктерди өзүм билемдик менен ажыратууга болот. ZIF (Zero InserTIon Force) сайгычы тетиктерди оңой эле салып, алып салууга мүмкүндүк берет. Розетканын жанындагы рычаг тетиктерди сиз киргизгенден кийин ордунда кармап турат.

Эки PCBSти бири -бирине туташтыруу үчүн, адатта, четки коннектор колдонулат. Алтын бармак чынында PCB зымынын бир бөлүгү болгон жылаңач жез төшөмөлөрдү камтыйт. Адатта, туташуу үчүн, биз бир ПХБнын алтын бармагын башка ПХБнын тиешелүү уячасына (көбүнчө кеңейтүү уячасы деп коёбуз) салабыз. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

ПХБдагы жашыл же күрөң түс – бул ширетүүчү масканын түсү. Бул катмар жез зымды коргогон жана тетиктердин туура эмес жерге ширетилишине жол бербеген изоляциялык калкан. Дагы бир жибек экран ширетүү каршылык катмарына басылат. Ал көбүнчө тактадагы бөлүктөрдүн ордун көрсөтүү үчүн сөздөр жана символдор менен басылат (көбүнчө ак). Screen printing surface is also known as icon surface

Легенда).

Бир жактуу такталар

Биз айткандай, негизги ПХБда тетиктер бир жакка, зымдар экинчи жакка топтолгон. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. Жалгыз панелдерде схеманын дизайнына көптөгөн катуу чектөөлөр киргизилгендиктен (бир гана жагы болгондуктан, зымдар өтө албай, өзүнчө жолго түшүшү керек болчу), мындай такталарды алгачкы схемалар гана колдонушкан.

Эки тараптуу такталар

Райондук тактада эки тараптын тең зымдары бар. Бирок эки зымды тең колдонуу үчүн эки тараптын ортосунда туура электрдик байланыштар болушу керек. Микросхемалардын ортосундагы бул “көпүрө” багыттоочу тешик (VIA) деп аталат. Колдонмо тешиктери – бул ПКБнын металл менен толтурулган же капталган кичинекей тешиктери, алар эки тараптын зымдарына туташтырылышы мүмкүн. 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.

Көп кабаттуу такталар

Кабелдүү боло турган аянтты көбөйтүү үчүн бир же эки тараптуу зым такталары көбүрөөк колдонулат. Көп кабаттуу тактада бир нече кош панель колдонулат жана ар бир панелдин ортосуна изоляция катмары салынып, чапталган (пресстелген). Тактанын катмарларынын саны бир нече көз карандысыз зым катмарларын, адатта, жуп сандагы катмарды, анын ичинде эң сырткы эки катмарды билдирет. Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. Чоң суперкомпьютерлердин көбү энелик платалардын бир нече катмарын колдонушат, бирок алар кадимки компьютерлердин кластерлери менен алмаштырылышы мүмкүн болгондуктан, колдонуудан чыгып калган. 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.

Биз айтып өткөн жол тешиги (VIA), эгерде кош панелге карата колдонулса, тактай аркылуу өтүшү керек

Бирок көп катмарлуу учурда, эгер сиз кээ бир линияларды туташтыргыңыз келсе, жол тешиктери башка катмардагы сызык мейкиндигинин бир бөлүгүн текке кетириши мүмкүн. 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. Көмүлгөн тешиктер ички ПХБга гана туташтырылган, андыктан жарык беттен көрүнбөйт.

Көп кабаттуу ПХБда бүт катмар түз эле жерге зымга жана электр менен камсыздоого туташкан. Ошентип, биз катмарларды Сигнал, Күч же Жер деп классификациялайбыз. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

Бөлүктөрдү таңгактоо технологиясы

Hole технологиясы аркылуу

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. Бул бөлүк көп орунду ээлейт жана ар бир пин үчүн бир тешик бурулат. Ошентип, алардын муундары чындыгында эки тараптан тең орун ээлейт, жана ширетүүчү муундар салыштырмалуу чоң. Башка жагынан алганда, THT бөлүктөрү ПТБга Surface Mounted Technology (SMT) бөлүктөрүнө караганда жакшыраак туташтырылган, алар жөнүндө кийинчерээк сүйлөшөбүз. Зымдуу розеткалар жана ушул сыяктуу интерфейстер сыяктуу розеткалар басымга чыдамдуу болушу керек, ошондуктан алар адатта THT пакеттери болуп саналат.

Бетине орнотулган технология

Surface Mounted Technology (SMT) бөлүктөрү үчүн, пин тетиктер менен бир тарапта ширетилет. This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

Surface жабышчаак бөлүктөрү эки тараптан да ширетилиши мүмкүн.

SMT да THTге караганда кичинекей бөлүктөргө ээ. Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT package parts are also less expensive than THT’s. Ошентип, бүгүнкү PCBSтин көпчүлүгү SMT экендиги таң калыштуу эмес.

Тетиктердин ширетүүчү түйүндөрү жана казыктары өтө кичине болгондуктан, аларды кол менен ширетүү өтө кыйын. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

Дизайн процесси

ПХБ дизайнында, формалдуу зымдарды өткөрүүдөн мурун өтө узак кадамдар бар. Төмөндө негизги дизайн процесси болуп саналат:

The system specifications

Биринчи кезекте, электрондук жабдуулардын системалык өзгөчөлүктөрү пландаштырылышы керек. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

Кийинки кадам – ​​системанын функционалдык блок -схемасын түзүү. Квадраттардын ортосундагы байланыш да белгилениши керек.

Divide the system into several PCBS

Системаны бир нече PCBSке бөлүү өлчөмдү гана азайтпастан, системага бөлүктөрдү жаңыртуу жана алмаштыруу мүмкүнчүлүгүн берет. 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.

Колдонула турган таңгактоо ыкмасын жана ар бир ПХБнын өлчөмүн аныктаңыз

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. Технологияны тандоодо схеманын сапаты жана ылдамдыгы да эске алынышы керек.

Бардык ПХБнын схемалык схемаларын тартыңыз

Бөлүктөрдүн ортосундагы өз ара байланыштын деталдары эскизде көрсөтүлүшү керек. Бардык системалардагы ПХБ сүрөттөлүшү керек жана алардын көбү учурда CAD (Computer Aided Design) колдонушат. Here is an example of a CircuitMakerTM design.

ПХБ схемасынын схемасы

Preliminary design of simulation operation

To ensure that the designed circuit diagram works, it must first be simulated using computer software. Мындай программалар чиймелерди окуй алат жана схеманын кандайча иштээрин көп жагынан көрсөтө алат. This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

Бөлүктөрдүн жайгаштырылышы алардын бири -бирине кандайча туташканына жараша болот. Алар жолго эң эффективдүү түрдө туташтырылышы керек. Натыйжалуу зым – бул эң кыска зымдарды жана азыраак катмарларды билдирет (бул дагы жол тешиктеринин санын азайтат), бирок биз буга чыныгы зым менен кайрылабыз. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

Тез иштөө менен зымдардын мүмкүнчүлүктөрүн жогорку ылдамдыкта текшериңиз

Бүгүнкү күндө кээ бир компьютердик программалар ар бир компоненттин жайгашуусу туура туташтырылганын текшере алат, же анын жогорку ылдамдыкта туура иштей аларын текшере алат. Бул кадам тетиктерди иретке келтирүү деп аталат, бирок биз буга өтө алыс барбайбыз. Райондун дизайнында көйгөй бар болсо, тетиктерди схема талаага экспорттолоор алдында дагы иреттөөгө болот.

PCB боюнча Экспорттук схемасы

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. Бул кадам адатта толугу менен автоматташтырылган, бирок адатта кол менен өзгөртүү талап кылынат. Below is the wire template for 2 laminates. Кызыл жана көк сызыктар PCB бөлүктөрүнүн катмарын жана ширетүү катмарын билдирет. Ак текст жана квадраттар экрандын басма бетиндеги белгилерди билдирет. Кызыл чекиттер жана тегерекчелер бургулоочу жана жетектөөчү тешиктерди билдирет. Оң жактагы биз ПХБнын ширетүүчү бетиндеги алтын манжаны көрө алабыз. The final composition of this PCB is often referred to as the working Artwork.

Ар бир дизайн эрежелердин топтомуна ылайык келиши керек, мисалы, линиялардын ортосундагы минималдуу боштуктар, сызыктын минималдуу туурасы жана башка ушул сыяктуу практикалык чектөөлөр. Бул өзгөчөлүктөр схеманын ылдамдыгына, өткөрүлө турган сигналдын күчүнө, электр энергиясын керектөөнүн жана ызы -чуунун сезгичтигине, материалдын жана өндүрүш жабдууларынын сапатына жараша өзгөрөт. If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. ПХБ чыгымдарын азайтуу үчүн, катмарлардын санын кыскартуу менен бирге, бул регламент дагы эле сакталганына көңүл буруу зарыл. Эгерде 2ден ашык катмар керек болсо, күч катмары жана жер катмары, адатта, сигнал катмары боюнча сигналды бербөө үчүн колдонулат жана сигнал катмарынын калканы катары колдонулушу мүмкүн.

Райондук тесттен кийин зым

Зымдын артында линия туура иштеп жатканына ынануу үчүн ал акыркы сыноодон өтүшү керек. Бул тест ошондой эле туура эмес туташууларды текшерет жана бардык байланыштар схемалык схемага ылайык келет.

Түзүү жана файл

Учурда PCBSти иштеп чыгуу үчүн көптөгөн CAD инструменттери бар болгондуктан, өндүрүүчүлөр такталарды чыгарардан мурун стандарттарга жооп берген профилге ээ болушу керек. Бир нече стандарттык мүнөздөмөлөр бар, бирок көбү Gerber Files спецификациясы. Gerber файлдарынын топтому ар бир сигналдын планын, кубаттуулукту жана жер катмарын, ширетүүчү каршылык катмарынын планын жана экранды басып чыгаруу бетин, бургулоо жана жылдыруунун көрсөтүлгөн файлдарын камтыйт.

Electromagnetic compatibility problem

EMC спецификациясына ылайыкташтырылбаган электрондук түзүлүштөр электромагниттик энергияны бөлүп чыгарат жана жакын жердеги приборлорго тоскоол болот. EMC максималдуу чектерди электромагниттик интерференцияга (EMI), электромагниттик талаага (EMF) жана радио жыштык интерференциясына (RFI) киргизет. Бул жөнгө салуу шайман жана башка жакын жердеги приборлордун нормалдуу иштешин камсыздай алат. EMC чачырап кетүүчү же бир аппараттан экинчисине өткөрүлө турган энергиянын көлөмүнө катуу чектөөлөрдү киргизет жана тышкы ЭМФ, EMI, RFI ж. Башкача айтканда, бул жөнгө салуунун максаты – электромагниттик энергиянын аппаратка киришине же чыгышына жол бербөө. Бул чечүү үчүн өтө кыйын маселе, жана, адатта, электр жана жерге катмарын колдонуу менен чечилет, же PCBS металл кутуларга салып. The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. Биз бул маселелерге өтө көп барбайбыз.

Райондун максималдуу ылдамдыгы EMC шайкештигинен көз каранды. Ички EMI, мисалы, өткөргүчтөрдүн ортосундагы учурдагы жоготуу, жыштык жогорулаганда жогорулайт. Эгерде экөөнүн ортосундагы азыркы айырма өтө чоң болсо, анда алардын ортосундагы аралыкты узартууну унутпаңыз. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. Зымдардын кечигүү ылдамдыгы да маанилүү, андыктан узундугу канчалык кыска болсо, ошончолук жакшы болот. Ошентип, жакшы зымдары бар кичинекей ПХБ чоң ПХБга караганда жогорку ылдамдыкта жакшыраак иштейт.