د PCB ډیزاین اساسي پوهه

چاپ شوی سرکټ بورډ (PCB) په نږدې هر ډول بریښنایی وسیلو کې موندل کیږي. If there are electronic components in a piece of equipment, they are also embedded in various sizes of PCB. In addition to fixing various small parts, the main function of the PCB is to provide electrical connections between the components. As electronic equipment becomes more and more complex, more and more parts are needed, and the wiring and parts on the PCB become more and more dense. یو معیاري PCB یو څه ورته ښکاري. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

ipcb

The substrate of the board itself is made of a material that is insulated and resistant to bending. The small line material that can be seen on the surface is copper foil. Originally, the copper foil is covered on the whole board, and the middle part is etched away in the manufacturing process, and the remaining part becomes a network of small lines. These lines are called conductors or conductors and are used to provide electrical connections to parts on the PCB.

To secure parts to the PCB, we solder their pins directly to the wiring. په اساسي PCB کې ، برخې په یوه اړخ متمرکز دي او تارونه په بل لوري متمرکز دي. So we need to make holes in the board so that the pins can go through the board to the other side, so the pins of the parts are welded to the other side. Because of this, the front and back sides of a PCB are called Component Side and Solder Side respectively.

که چیرې په PCB کې داسې برخې شتون ولري چې لرې کیدی شي یا د تولید وروسته بیرته کیښودل کیدی شي ، ساکټ به د برخو نصبولو لپاره وکارول شي. Because the socket is directly welded to the board, the parts can be arbitrarily disassembled. A ZIF (Zero InserTIon Force) plug allows parts to be inserted and removed easily. The lever next to the socket can hold the parts in place after you insert them.

To connect two PCBS to each other, an edge connector is commonly used. د سرو زرو ګوتو کې یو شمیر نادر مسو پیډونه شامل دي چې واقعیا د PCB وائرینګ برخه ده. په نورمال ډول ، د نښلولو لپاره ، موږ په یوه PCB کې د سرو زرو ګوتې په بل PCB مناسب مناسب سلاټ (عموما د توسعې سلاټ په نوم یادیږو) کې دننه کوو. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

په PCB کې شنه یا نسواري رنګ د سولډر ماسک رنګ دی. This layer is an insulating shield that protects the copper wire and prevents parts from being welded to the wrong place. د ورېښمو بله پرده به د سولډر مقاومت پرت کې چاپ شي. It is usually printed with words and symbols (mostly white) to indicate the position of the parts on the board. Screen printing surface is also known as icon surface

افسانه).

یو طرفه بورډونه

لکه څنګه چې موږ یادونه وکړه ، په اساسي PCB کې ، برخې په یوه اړخ متمرکز دي او تارونه په بل لوري متمرکز دي. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. ځکه چې واحد پینلونه د سرکټ ډیزاین کې خورا سخت محدودیتونه درلودل (ځکه چې دلته یوازې یو اړخ و ، تارونه نشي تیریدلی او باید جلا لاره غوره کړي) ، یوازې لومړني سرکټو دا ډول بورډونه کارولي.

دوه اړخیزه بورډونه

د سرکټ بورډ په دواړو خواو کې تارونه لري. But in order to use both wires, there must be proper electrical connections between the two sides. د سرکټو ترمینځ دا “پل” د لارښود سوراخ (VIA) په نوم یادیږي. لارښود سوري په PCB کې کوچني سوري دي چې فلزي پوښل شوي یا پوښل شوي چې په دواړو خواو کې تارونو سره وصل کیدی شي. 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.

Multi-layer Boards

د هغه ساحې ډیروالي لپاره چې تار کیدلی شي ، ډیر واحد-یا دوه اړخیز تار لرونکي بورډونه کارول کیږي. ملټي لیئر بورډ ډیری ډبل پینلونه کاروي ، او د موصلیت یوه پرت د هر پینل ترمینځ ایښودل شوی او چپ شوی (فشار شوی). The number of layers of the board represents several independent wiring layers, usually an even number of layers, including the outermost two layers. Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. ډیری لوی سوپر کمپیوټرونه د مادر بورډونو یو څو پرتونه کاروي ، مګر دا د کارولو څخه راوتلي ځکه چې دا د عادي کمپیوټرونو کلسترونو لخوا ځای په ځای کیدی شي. 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.

The guide hole (VIA) we just mentioned, if applied to a double panel, must be through the entire board

But in a multilayer, if you only want to connect some of the lines, the guide holes may waste some of the line space in the other layers. 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. Buried holes are only connected to the internal PCB, so light is not visible from the surface.

In a multilayer PCB, the entire layer is directly connected to the ground wire and the power supply. So we classify the layers as Signal, Power or Ground. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

د برخې بسته کولو ټیکنالوژي

د هول ټیکنالوژۍ له لارې

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. This part takes up a lot of space and one hole is drilled for each pin. نو د دوی ملتیا واقعیا په دواړو خواو کې ځای نیسي ، او د سولډر جوړې نسبتا لوی دي. له بلې خوا ، د THT برخې د سرفیس ماونټ ټیکنالوژۍ (SMT) برخو په پرتله د PCB سره غوره وصل دي ، چې موږ به یې په اړه وروسته خبرې وکړو. Sockets like wired sockets and similar interfaces need to be pressure-tolerant, so they are usually THT packages.

Surface Mounted Technology

For Surface Mounted Technology (SMT) parts, the pin is welded on the same side with the parts. This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

د سطحې چپکونکي برخې حتی په دواړو خواو کې ویلډ کیدی شي.

SMT د THT په پرتله کوچنۍ برخې هم لري. Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT package parts are also less expensive than THT’s. So it’s no surprise that most of today’s PCBS are SMT.

Because the solder joints and pins of parts are very small, it is very difficult to weld them manually. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

The design process

د PCB ډیزاین کې ، واقعیا خورا رسمي مرحلې شتون لري چې د رسمي وایرینګ دمخه تیریږي. لاندې د ډیزاین اصلي پروسه ده:

The system specifications

First of all, the system specifications of the electronic equipment should be planned. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

بل ګام د سیسټم فعال بلاک ډیاګرام رامینځته کول دي. د چوکیو ترمینځ اړیکې هم باید په نښه شي.

Divide the system into several PCBS

Dividing the system into several PCBS not only reduces the size, but also gives the system the ability to upgrade and swap parts. 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.

د کارولو لپاره د بسته بندۍ میتود او د هر PCB اندازه مشخص کړئ

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. د سرکټ ډیاګرام کیفیت او سرعت هم باید په پام کې ونیول شي کله چې ټیکنالوژي غوره کړئ.

Draw schematic circuit diagrams of all PCB’s

The details of the interconnections between the parts should be shown in the sketch. په ټولو سیسټمونو کې PCB باید تشریح شي ، او ډیری یې اوس مهال CAD (د کمپیوټر مرستې ډیزاین) کاروي. Here is an example of a CircuitMakerTM design.

د PCB سرکټ سکیماتیک ډیاګرام

Preliminary design of simulation operation

To ensure that the designed circuit diagram works, it must first be simulated using computer software. Such software can read blueprints and show how the circuit works in many ways. This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

The way parts are placed depends on how they are connected to each other. دوی باید په خورا مؤثره لاره کې له لارې سره وصل شي. Efficient wiring means the shortest possible wiring and fewer layers (which also reduces the number of guide holes), but we’ll come back to this in actual wiring. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

Test wiring possibilities with correct operation at high speed

د نن ورځې ځینې کمپیوټر سافټویر کولی شي وګوري چې ایا د هرې برخې ځای په ځای کول په سمه توګه وصل کیدی شي ، یا چیک کولی شي چې ایا دا په لوړ سرعت سره سم کار کولی شي. دې مرحلې ته د برخو تنظیم کول ویل کیږي ، مګر موږ دې ته ډیر لرې نه ځو. که چیرې د سرکټ ډیزاین کې ستونزه شتون ولري ، برخې هم مخکې له دې تنظیم کیدی شي مخکې لدې چې سرکټ په ساحه کې صادر شي.

په PCB کې د صادراتو سرکټ

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. دا مرحله معمولا په بشپړ ډول اتومات وي ، که څه هم لاسي بدلونونه معمولا اړین وي. Below is the wire template for 2 laminates. سور او نیلي کرښې په ترتیب سره د PCB برخو پرت او ویلډینګ پرت نمایندګي کوي. The white text and squares represent the markings on the screen printing surface. سور نقطې او حلقې د برمه کولو او لارښود سوري نمایندګي کوي. په ښیې خوا کې موږ د PCB ویلډینګ سطح کې د سرو زرو ګوتو لیدلی شو. The final composition of this PCB is often referred to as the working Artwork.

Each design must conform to a set of rules, such as minimum reserved gaps between lines, minimum line widths, and other similar practical limitations. دا مشخصات د سرکټ سرعت ، د لیږدولو لپاره د سیګنال ځواک ، د بریښنا مصرف او شور ته د سرکټ حساسیت ، او د موادو او تولیدي تجهیزاتو کیفیت سره سم توپیر لري. If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. In order to reduce PCB costs, while reducing the number of layers, it is also necessary to pay attention to whether these regulations are still met. که له 2 څخه ډیر پرتونو ته اړتیا وي ، د بریښنا پرت او د ځمکې پرت معمولا کارول کیږي ترڅو د سیګنال پرت باندې د لیږد سیګنال اغیزمن شي ، او د سیګنال پرت د ډال په توګه کارول کیدی شي.

Wire after circuit test

In order to be sure that the line is working properly behind the wire, it must pass the final test. دا ازموینه د غلط ارتباطاتو لپاره هم چیک کوي ، او ټولې اړیکې د سکیماتیک ډیاګرام تعقیبوي.

تاسیس او فایل کړئ

ځکه چې دا مهال د PCBS ډیزاین کولو لپاره ډیری CAD اوزار شتون لري ، تولید کونکي باید یو پروفایل ولري چې معیارونه پوره کوي مخکې لدې چې دوی بورډونه تولید کړي. There are several standard specifications, but the most common is the Gerber Files specification. A set of Gerber files includes a plan of each signal, power and ground layer, a plan of the solder resistance layer and the screen printing surface, and specified files of drilling and displacing.

Electromagnetic compatibility problem

هغه بریښنایی وسایل چې د EMC مشخصاتو لپاره ندي ډیزاین شوي احتمال لري بریښنایی مقناطیسي انرژي خارج کړي او نږدې وسایلو کې مداخله وکړي. EMC په بریښنایی مقناطیسي مداخله (EMI) ، بریښنایی مقناطیسي ساحه (EMF) او د راډیو فریکوینسي مداخلې (RFI) باندې اعظمي حدونه وضع کوي. دا مقررات کولی شي د وسیلې او نورو نږدې تجهیزاتو نورمال فعالیت ډاډمن کړي. EMC د انرژي مقدار باندې سخت محدودیتونه وضع کوي چې له یوې وسیلې څخه بل ته توزیع یا لیږدول کیدی شي ، او د بهرني EMF ، EMI ، RFI ، او داسې نورو ته د حساسیت کمولو لپاره ډیزاین شوی. In other words, the purpose of this regulation is to prevent electromagnetic energy from entering or emanating from the device. This is a very difficult problem to solve, and is usually solved by using power and grounding layers, or putting PCBS into metal boxes. The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. We won’t go too far into these issues.

The maximum speed of the circuit depends on EMC compliance. داخلي EMI ، لکه د کنډکټرانو ترمینځ اوسنی زیان ، د فریکونسي لوړېدو سره ډیریږي. که د دواړو ترمینځ اوسنی توپیر خورا لوی وي ، ډاډ ترلاسه کړئ د دوی ترمینځ فاصله اوږده کړئ. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. په وایرینګ کې د ځنډ کچه هم مهمه ده ، نو اوږدوالی یې لنډ ، غوره. نو یو کوچنی PCB د ښه تار کولو سره به د لوی PCB په پرتله په لوړ سرعت ښه کار وکړي.