Falando em Placa PCB, 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.

A placa PCB pode ser dividida em placa de camada única, placa de camada dupla e placa de várias camadas. Os componentes eletrônicos são integrados ao PCB. Em um PCB básico de camada única, os componentes são concentrados em um lado e os fios, no outro. Portanto, precisamos fazer furos na placa para que os pinos possam passar pela placa para o outro lado, para que os pinos das peças sejam soldados do outro lado. 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. Às vezes é necessário conectar um único fio de um lado ao outro da placa através de um orifício guia (via). Os orifícios-guia são pequenos orifícios no PCB preenchidos ou revestidos com metal que podem ser conectados a fios em ambos os lados. Agora, muitas placas-mãe de computador estão usando 4 ou até 6 camadas de placa PCB, enquanto as placas de vídeo geralmente usam 6 camadas de placa PCB. Muitas placas gráficas de última geração, como a série nVIDIAGeForce4Ti, usam 8 camadas de placa PCB, que é chamada de placa PCB multicamada. The problem of connecting lines between layers is also encountered on multi-layer PCBS, which can also be achieved through guide holes.

Por ser um PCB multicamadas, às vezes os orifícios-guia não precisam penetrar todo o PCB. Esses orifícios-guia são chamados de Buriedvias e Blindvias porque eles penetram apenas algumas camadas. Os orifícios cegos conectam várias camadas de PCBS interno a PCBS de superfície sem penetrar em toda a placa. Os buracos enterrados são conectados apenas ao PCB interno, então a luz não é visível da superfície. Em uma placa de circuito impresso multicamadas, toda a camada é conectada diretamente ao fio terra e à fonte de alimentação. Portanto, classificamos as camadas como Sinal, Potência ou Terra. Se as peças do PCB exigirem fontes de alimentação diferentes, geralmente têm mais de duas camadas de alimentação e fios. 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. O PCB da placa principal tem principalmente 4 camadas. Na fabricação, as duas camadas intermediárias são laminadas, cortadas, gravadas, oxidadas e galvanizadas, respectivamente. As quatro camadas são superfície de componente, camada de energia, estrato e laminação de solda, respectivamente. As quatro camadas são então pressionadas juntas para formar um PCB para a placa principal. Then the holes were punched and made. Após a limpeza, as duas camadas externas da linha são impressas, cobre, gravura, teste, camada de resistência de soldagem, serigrafia. Finalmente, todo o PCB (incluindo muitas placas-mãe) é estampado no PCB de cada placa-mãe e, em seguida, o empacotamento a vácuo é realizado após passar no teste. 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. O truque é espalhar uma fina camada de folha de cobre em toda a superfície e remover o excesso. Adicionar transferência é outro método menos usado, que é aplicar fio de cobre apenas onde for necessário, mas não vamos falar sobre isso aqui.

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. O capô é apenas um modelo para fazer camadas de PCB. Uma cobertura que cobre o fotorresiste no PCB evita que algumas áreas do fotorresiste sejam expostas até que ele seja exposto à luz ultravioleta. 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. Geralmente usado como solvente de corrosão usando cloreto férrico, etc. After etching, remove the remaining photoresist.

1. Largura e corrente da fiação

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).

Quando a espessura da folha de cobre é cerca de 50um, a largura do fio é 1 ~ 1.5 mm (60mil) = 2A

O terreno comum é geralmente 80mil, especialmente para aplicações com microprocessadores.

2. Qual é a frequência da placa de alta velocidade?

Quando a subida / descida do tempo do sinal “3 ~ 6 vezes o tempo de transmissão do sinal, é considerado um sinal de alta velocidade.

Para circuitos digitais, a chave é observar a inclinação da borda do sinal, o tempo que leva para subir e descer,

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! – – – – – – a saber! 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. Empilhamento e camadas de PCB

The four – layer plate has the following stacking sequence. As vantagens e desvantagens da laminação diferente são explicadas abaixo:

O primeiro caso deve ser o melhor das quatro camadas. 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. No entanto, o primeiro caso não pode ser usado quando a densidade da placa é relativamente alta. Porque então, a integridade da primeira camada não é garantida, e o sinal da segunda camada é pior. 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. Pela estrutura da placa, não é adequado para design de circuito digital de alta velocidade. É difícil manter baixa impedância de energia nesta estrutura. Take a plate 2 mm as an example: Z0=50ohm. To line width of 8mil. Copper foil thickness is 35цm. Portanto, a camada de sinal e o meio da formação são 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. Blindagem EMI. 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. Correspondência de impedância

A amplitude do sinal de tensão refletido é determinada pelo coeficiente de reflexão da fonte ρ S e o coeficiente de reflexão da carga ρL

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

Na equação acima, se RL = Z0, o coeficiente de reflexão da carga ρL = 0. Se RS = Z0, coeficiente de reflexão fonte-extremidade ρS = 0.

Porque a impedância normal da linha de transmissão Z0 geralmente deve atender aos requisitos de 50 ω 50 ω, e a impedância de carga é geralmente em milhares de ohms a dezenas de milhares de ohms. Portanto, é difícil realizar o casamento de impedância no lado da carga. However, because the signal source (output) impedance is usually relatively small, roughly in the tens of ohms. Portanto, é muito mais fácil implementar o casamento de impedância na fonte. If a resistor is connected at the load end, the resistor will absorb part of the signal to the detriment of transmission (my understanding). Quando a corrente do inversor padrão TTL / CMOS de 24 mA é selecionada, sua impedância de saída é de aproximadamente 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.