Snakker av PCB-kort, 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.

PCB -brett kan deles inn i enkeltlagsbrett, dobbeltlagsbrett og flerlagsbrett. Elektroniske komponenter er integrert i kretskortet. På et grunnleggende enkeltlags PCB er komponentene konsentrert på den ene siden og ledningene konsentrert på den andre. Så vi må lage hull i brettet slik at pinnene kan gå gjennom brettet til den andre siden, slik at pinnene på delene sveises til den andre siden. 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. Noen ganger er det nødvendig å koble en enkelt ledning fra den ene siden til den andre siden av brettet gjennom et føringshull (via). Føringshull er små hull i kretskortet fylt eller belagt med metall som kan kobles til ledninger på begge sider. Nå bruker mange datamaskinens hovedkort 4 eller 6 lag PCB -kort, mens grafikkort vanligvis bruker 6 lag PCB -kort. Mange avanserte grafikkort som nVIDIAGeForce4Ti-serien bruker 8 lag PCB-kort, som kalles flerlags PCB-kort. The problem of connecting lines between layers is also encountered on multi-layer PCBS, which can also be achieved through guide holes.

Fordi det er et flerlags kretskort, trenger noen ganger ikke styrehullene å trenge gjennom hele kretskortet. Slike guidehull kalles Buriedvias og Blindvias fordi de bare trenger inn i noen få lag. Blinde hull forbinder flere lag med intern PCBS til overflate PCBS uten å trenge inn i hele brettet. Nedgravde hull er bare koblet til det interne kretskortet, så lyset er ikke synlig fra overflaten. I en flerlags PCB er hele laget direkte koblet til jordledningen og strømforsyningen. Så vi klassifiserer lagene som Signal, Power eller Ground. Hvis delene på kretskortet krever forskjellige strømforsyninger, har de vanligvis mer enn to strøm- og ledningslag. 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. PCB på hovedkortet er stort sett 4 lag. Ved produksjon rulles, kuttes, etses, oksyderes og galvaniseres. De fire lagene er henholdsvis komponentoverflate, kraftlag, stratum og loddelaminering. The four layers are then pressed together to form a PCB for the main board. Then the holes were punched and made. Etter rengjøring skrives de ytre to lagene av linjen ut, kobber, etsing, testing, sveisemotstandslag, silketrykk. Til slutt blir hele kretskortet (inkludert mange hovedkort) stemplet inn i kretskortet på hvert hovedkort, og deretter utføres vakuumpakning etter bestått test. 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. Trikset er å spre et tynt lag med kobberfolie over hele overflaten og fjerne alt overflødig. Å legge til overføring er en annen mindre brukt metode, det vil si å påføre kobbertråd bare der det er nødvendig, men vi vil ikke snakke om det her.

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. Hetten er bare en mal for å lage PCB -lag. En hette som dekker fotoresisten på PCB forhindrer at enkelte områder av fotoresisten blir utsatt til fotoresisten blir utsatt for UV -lys. These areas, which are covered with photoresist, will become wiring. Other bare copper parts to be etched after photoresist development. The etching process may involve dipping the board into the etching solvent or spraying the solvent onto the board. Vanligvis brukt som etsing løsemiddel ved bruk av jernklorid etc. After etching, remove the remaining photoresist.

1. Ledningsbredde og strøm

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).

Når tykkelsen på kobberfolie er omtrent 50um, er trådbredden 1 ~ 1.5 mm (60mil) = 2A

Fellesfeltet er generelt 80mil, spesielt for applikasjoner med mikroprosessorer.

2. Hvor høy er frekvensen av høyhastighetsbrett?

Når signaltidens økning/fall “3 ~ 6 ganger signaloverføringstiden, regnes det som et høyhastighets signal.

For digitale kretser er nøkkelen å se på signalets bratthet, tiden det tar å stige og falle,

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! – – – – – – nemlig! 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. PCB stabling og lagdeling

The four – layer plate has the following stacking sequence. Fordelene og ulempene med ulik laminering er forklart nedenfor:

Det første tilfellet bør være det beste av de fire lagene. 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. Imidlertid kan det første tilfellet ikke brukes når platetettheten er relativt høy. Because then, the integrity of the first layer is not guaranteed, and the second layer signal is worse. In addition, this structure can not be used in the case of large power consumption of the whole board.

The second case is the one we usually use the most. Fra styrets struktur er den ikke egnet for høyhastighets digital kretsdesign. Det er vanskelig å opprettholde lav effektimpedans i denne strukturen. Take a plate 2 mm as an example: Z0=50ohm. To line width of 8mil. Copper foil thickness is 35цm. Så signallaget og midten av formasjonen er 0.14 mm. 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. S2. EMI -skjerming. 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. Impedansmatching

Amplituden til det reflekterte spenningssignalet bestemmes av kilderefleksjonskoeffisienten ρ S og lastrefleksjonskoeffisienten ρL

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

I ligningen ovenfor, hvis RL = Z0, er lastrefleksjonskoeffisienten ρL = 0. If RS=Z0 source-end reflection coefficient ρS=0.

Fordi den vanlige transmisjonslinjeimpedansen Z0 vanligvis skal oppfylle kravene til 50 ω 50 ω, og lastimpedansen vanligvis er i tusenvis av ohm til titusenvis av ohm. Derfor er det vanskelig å innse impedansmatching på lastesiden. However, because the signal source (output) impedance is usually relatively small, roughly in the tens of ohms. Det er derfor mye lettere å implementere impedansmatching ved kilden. If a resistor is connected at the load end, the resistor will absorb part of the signal to the detriment of transmission (my understanding). Når TTL/CMOS standard 24mA -strøm er valgt, er utgangsimpedansen omtrent 13 ω. If the transmission line impedance Z0=50 ω, then a 33 ω source-end matching resistor should be added. 13 ω +33 ω =46 ω (approximately 50 ω, weak underdamping helps signal setup time)

When other transmission standards and drive currents are selected, the matching impedance can be different. In high-speed logic and circuit design, for some key signals, such as clock, control signals, we recommend that the source matching resistor must be added.

In this way, the connected signal will be reflected back from the load side, because the source impedance matches, the reflected signal will not be reflected back.