Papan litar bercetak (PCB) terdapat di hampir semua jenis alat elektronik. Sekiranya terdapat komponen elektronik dalam sekeping peralatan, ia juga disertakan dalam pelbagai ukuran PCB. Selain memperbaiki pelbagai bahagian kecil, fungsi utama PCB adalah untuk menyediakan sambungan elektrik antara komponen. Oleh kerana peralatan elektronik menjadi semakin kompleks, semakin banyak alat ganti yang diperlukan, dan pendawaian dan bahagian pada PCB menjadi semakin padat. PCB standard kelihatan seperti ini. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

Bahagian bawah papan itu sendiri terbuat dari bahan yang bertebat dan tahan lenturan. Bahan garis kecil yang dapat dilihat di permukaan adalah kerajang tembaga. Pada asalnya, kerajang tembaga ditutup di seluruh papan, dan bahagian tengahnya terukir dalam proses pembuatan, dan bahagian yang tersisa menjadi rangkaian garis kecil. Garis ini dipanggil konduktor atau konduktor dan digunakan untuk menyediakan sambungan elektrik ke bahagian pada PCB.

Untuk mengikat bahagian ke PCB, kami memasangkan pin mereka terus ke pendawaian. Pada PCB asas, bahagian-bahagiannya tertumpu pada satu sisi dan wayar tertumpu pada bahagian yang lain. Oleh itu, kita perlu membuat lubang di papan supaya pin dapat melalui papan ke sisi lain, sehingga pin bahagiannya dikimpal ke sisi lain. Oleh kerana itu, bahagian depan dan belakang PCB masing-masing disebut Side Component dan Solder Side.

Sekiranya terdapat bahagian pada PCB yang dapat dikeluarkan atau dipasang semula setelah pembuatannya, Socket akan digunakan untuk memasang bahagian tersebut. Oleh kerana soket dikimpal secara langsung ke papan, bahagian-bahagiannya boleh dibongkar secara sewenang-wenangnya. Palam ZIF (Zero InserTIon Force) membolehkan bahagian dimasukkan dan dikeluarkan dengan mudah. Tuas di sebelah soket dapat menahan bahagiannya di tempat setelah anda memasukkannya.

Untuk menghubungkan dua PCBS antara satu sama lain, penyambung tepi biasanya digunakan. Jari emas mengandungi sebilangan pad tembaga kosong yang sebenarnya merupakan sebahagian daripada pendawaian PCB. Biasanya, untuk menyambung, kita memasukkan jari emas pada satu PCB ke dalam Slot yang sesuai (biasanya disebut slot pengembangan) pada PCB yang lain. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

Warna hijau atau coklat pada PCB adalah warna topeng pateri. Lapisan ini adalah perisai penebat yang melindungi dawai tembaga dan mencegah bahagian-bahagian daripada dikimpal ke tempat yang salah. Skrin sutera lain akan dicetak pada lapisan ketahanan solder. Biasanya dicetak dengan perkataan dan simbol (kebanyakan berwarna putih) untuk menunjukkan kedudukan bahagian-bahagian di papan tulis. Screen printing surface is also known as icon surface

Lagenda).

Papan Satu Bahagian

Seperti yang kami sebutkan, pada PCB asas, bahagian-bahagiannya tertumpu di satu sisi dan wayar tertumpu di sisi lain. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. Kerana panel tunggal mempunyai sekatan ketat pada reka bentuk litar (kerana hanya ada satu sisi, pendawaian tidak dapat melintas dan harus mengambil jalan yang terpisah), hanya litar awal yang menggunakan papan seperti itu.

Papan dua sisi

Papan litar mempunyai pendawaian di kedua-dua belah pihak. Tetapi untuk menggunakan kedua-dua wayar, mesti ada sambungan elektrik yang betul antara kedua-dua belah pihak. “Jambatan” antara litar ini disebut lubang panduan (VIA). Lubang panduan adalah lubang kecil di PCB yang diisi atau dilapisi dengan logam yang boleh disambungkan ke wayar di kedua sisi. 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.

Papan Pelbagai Lapisan

Untuk meningkatkan kawasan yang boleh dikabelkan, lebih banyak papan pendawaian satu atau dua sisi digunakan. Papan pelbagai lapisan menggunakan beberapa panel berganda, dan lapisan penebat diletakkan di antara setiap panel dan dilekatkan (ditekan). Bilangan lapisan papan mewakili beberapa lapisan pendawaian bebas, biasanya bilangan lapisan genap, termasuk dua lapisan terluar. Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. Sebilangan besar superkomputer besar menggunakan beberapa lapisan papan induk, tetapi mereka tidak lagi digunakan kerana boleh digantikan oleh kelompok komputer biasa. 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.

Lubang panduan (VIA) yang baru kita sebutkan, jika digunakan pada panel dua, mesti melalui seluruh papan

Tetapi dalam pelbagai lapisan, jika anda hanya ingin menyambungkan beberapa garisan, lubang panduan mungkin akan membuang sebahagian ruang garisan di lapisan lain. 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. Lubang terkubur hanya disambungkan ke PCB dalaman, jadi cahaya tidak dapat dilihat dari permukaan.

Dalam PCB pelbagai lapisan, keseluruhan lapisan disambungkan secara langsung ke wayar tanah dan bekalan kuasa. Oleh itu, kami mengklasifikasikan lapisan sebagai Isyarat, Kuasa atau Tanah. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

Teknologi pembungkusan bahagian

Melalui Teknologi Lubang

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. Bahagian ini memerlukan banyak ruang dan satu lubang digerudi untuk setiap pin. Jadi sendi mereka benar-benar mengambil ruang di kedua-dua belah pihak, dan sendi pateri agak besar. Sebaliknya, bahagian THT lebih baik disambungkan ke PCB daripada bahagian Surface Mounted Technology (SMT), yang akan kita bicarakan kemudian. Soket seperti soket berwayar dan antara muka yang serupa perlu tahan tekanan, jadi biasanya paket THT.

Teknologi Pemasangan Permukaan

Untuk bahagian Surface Mounted Technology (SMT), pin dikimpal pada bahagian yang sama dengan bahagiannya. This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

Bahagian pelekat permukaan malah boleh dikimpal di kedua-dua belah pihak.

SMT juga mempunyai bahagian yang lebih kecil daripada THT. Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT package parts are also less expensive than THT’s. Oleh itu, tidak menghairankan bahawa kebanyakan PCBS masa kini adalah SMT.

Oleh kerana sendi dan pin bahagian pateri sangat kecil, sangat sukar untuk mengimpal secara manual. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

Proses reka bentuk

Dalam reka bentuk PCB, sebenarnya ada langkah-langkah yang sangat panjang untuk dilalui sebelum pendawaian formal. Berikut adalah proses reka bentuk utama:

The system specifications

Pertama sekali, spesifikasi sistem peralatan elektronik harus dirancang. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

Langkah seterusnya adalah membuat gambarajah blok berfungsi sistem. Hubungan antara petak juga mesti ditandai.

Divide the system into several PCBS

Membahagi sistem ke dalam beberapa PCBS tidak hanya mengurangkan ukurannya, tetapi juga memberi kemampuan sistem untuk meningkatkan dan menukar bahagian. 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.

Tentukan kaedah pembungkusan yang akan digunakan dan ukuran setiap 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. Kualiti dan kelajuan gambarajah litar juga harus dipertimbangkan semasa memilih teknologi.

Lukis gambarajah litar skematik semua PCB

Perincian hubungan antara bahagian-bahagian harus ditunjukkan dalam lakaran. PCB dalam semua sistem mesti dijelaskan, dan kebanyakannya menggunakan CAD (Reka Bentuk Berbantu Komputer) pada masa ini. Here is an example of a CircuitMakerTM design.

Gambarajah skematik litar PCB

Preliminary design of simulation operation

Untuk memastikan rajah litar yang dirancang berfungsi, ia mesti disimulasikan terlebih dahulu menggunakan perisian komputer. Perisian seperti itu dapat membaca cetak biru dan menunjukkan bagaimana rangkaian berfungsi dengan pelbagai cara. This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

Cara bahagian diletakkan bergantung pada bagaimana mereka saling bersambung. Mereka mesti dihubungkan ke jalan dengan cara yang paling cekap. Pendawaian yang cekap bermaksud pendawaian sesingkat mungkin dan lapisan yang lebih sedikit (yang juga mengurangkan bilangan lubang panduan), tetapi kita akan kembali ke pendawaian ini. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

Uji kemungkinan pendawaian dengan operasi yang betul pada kelajuan tinggi

Sebilangan perisian komputer hari ini dapat memeriksa sama ada penempatan setiap komponen dapat disambungkan dengan betul, atau memeriksa sama ada ia dapat beroperasi dengan betul pada kelajuan tinggi. Langkah ini disebut mengatur bahagian, tetapi kita tidak akan terlalu jauh dalam hal ini. Sekiranya terdapat masalah dengan reka bentuk litar, bahagian juga dapat disusun semula sebelum litar dieksport di lapangan.

Litar eksport pada PCB

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. Langkah ini biasanya automatik sepenuhnya, walaupun perubahan manual biasanya diperlukan. Below is the wire template for 2 laminates. Garis merah dan biru masing-masing mewakili lapisan bahagian PCB dan lapisan kimpalan. Teks dan kotak putih mewakili tanda pada permukaan percetakan skrin. Titik dan bulatan merah mewakili lubang penggerudian dan panduan. Di paling kanan kita dapat melihat jari emas di permukaan pengelasan PCB. The final composition of this PCB is often referred to as the working Artwork.

Setiap reka bentuk mesti mematuhi satu set peraturan, seperti jurang minimum yang diperuntukkan antara garis, lebar garis minimum, dan batasan praktikal yang serupa. Spesifikasi ini berbeza-beza sesuai dengan kecepatan litar, kekuatan sinyal yang akan dikirimkan, kepekaan litar terhadap penggunaan daya dan kebisingan, dan kualiti bahan dan peralatan pembuatan. If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. Untuk mengurangkan kos PCB, sambil mengurangkan jumlah lapisan, juga perlu diperhatikan apakah peraturan ini masih dipenuhi. Sekiranya lebih dari 2 lapisan diperlukan, lapisan daya dan lapisan tanah biasanya digunakan untuk mengelakkan isyarat penghantaran pada lapisan isyarat terpengaruh, dan dapat digunakan sebagai pelindung lapisan isyarat.

Wayar selepas ujian litar

Untuk memastikan bahawa talian berfungsi dengan betul di belakang wayar, ia mesti lulus ujian akhir. Ujian ini juga memeriksa sambungan yang salah, dan semua sambungan mengikuti rajah skematik.

Menetapkan dan memfailkan

Kerana pada masa ini terdapat banyak alat CAD untuk merancang PCBS, pengeluar mesti mempunyai profil yang memenuhi standard sebelum mereka dapat membuat papan. Terdapat beberapa spesifikasi standard, tetapi yang paling umum adalah spesifikasi Gerber Files. Satu set fail Gerber merangkumi rencana setiap isyarat, lapisan daya dan lapisan tanah, pelan lapisan ketahanan solder dan permukaan percetakan skrin, dan fail penggerudian dan pemindahan yang ditentukan.

Electromagnetic compatibility problem

Peranti elektronik yang tidak dirancang untuk spesifikasi EMC cenderung mengeluarkan tenaga elektromagnetik dan mengganggu peralatan berdekatan. EMC mengenakan had maksimum pada gangguan elektromagnetik (EMI), medan elektromagnetik (EMF) dan gangguan frekuensi radio (RFI). Peraturan ini dapat memastikan pengoperasian normal perkakas dan peralatan lain yang berdekatan. EMC mengenakan had yang ketat pada jumlah tenaga yang dapat tersebar atau dihantar dari satu peranti ke peranti lain, dan dirancang untuk mengurangkan kerentanan terhadap EMF luaran, EMI, RFI, dan sebagainya. Dengan kata lain, tujuan peraturan ini adalah untuk mencegah tenaga elektromagnetik masuk atau keluar dari peranti. Ini adalah masalah yang sangat sukar untuk diselesaikan, dan biasanya diselesaikan dengan menggunakan lapisan daya dan pembumian, atau memasukkan PCBS ke dalam kotak logam. The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. Kami tidak akan membincangkan masalah ini.

Kelajuan maksimum litar bergantung pada kepatuhan EMC. EMI dalaman, seperti kehilangan arus antara konduktor, meningkat apabila frekuensi meningkat. Sekiranya perbezaan semasa antara keduanya terlalu besar, pastikan untuk memanjangkan jarak di antara keduanya. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. Kadar kelewatan pendawaian juga penting, jadi semakin pendek panjangnya, semakin baik. Jadi PCB kecil dengan pendawaian yang baik akan berfungsi lebih baik pada kelajuan tinggi daripada PCB besar.