Говоря о Печатной платы, многие друзья подумают, что его можно увидеть повсюду вокруг нас, от всей бытовой техники, всех видов аксессуаров в компьютере до всех видов цифровых продуктов, если почти все электронные продукты используют печатную плату, так что же такое печатная плата ? Печатная плата – это PrintedCircuitBlock, который представляет собой печатную плату для вставляемых электронных компонентов. Опорная пластина с медным покрытием печатается и вытравливается из цепи травления.

Печатную плату можно разделить на однослойную, двухслойную и многослойную. Электронные компоненты интегрированы в печатную плату. На базовой однослойной печатной плате компоненты сосредоточены на одной стороне, а провода – на другой. Итак, нам нужно проделать отверстия в доске, чтобы штыри могли пройти через доску на другую сторону, чтобы штыри деталей приварились к другой стороне. Из-за этого положительная и отрицательная стороны такой печатной платы соответственно называются ComponentSide и SolderSide.

Двухслойную плату можно рассматривать как две однослойные платы, склеенные вместе, с электронными компонентами и проводкой с обеих сторон платы. Иногда необходимо подключить одиночный провод с одной стороны к другой стороне платы через направляющее отверстие (сквозное отверстие). Направляющие отверстия – это небольшие отверстия в печатной плате, заполненные или покрытые металлом, которые можно подсоединять к проводам с обеих сторон. Сейчас многие материнские платы компьютеров используют 4 или даже 6 слоев печатной платы, в то время как видеокарты обычно используют 6 слоев печатной платы. Многие высокопроизводительные видеокарты, такие как серия nVIDIAGeForce4Ti, используют 8-слойную печатную плату, которая называется многослойной печатной платой. Проблема соединения линий между слоями также встречается на многослойной печатной плате, что также может быть достигнуто с помощью направляющих отверстий.

Поскольку это многослойная печатная плата, иногда направляющие отверстия не должны проходить через всю печатную плату. Такие направляющие отверстия называются Buriedvias и Blindvias, потому что они проникают только в несколько слоев. Глухие отверстия соединяют несколько слоев внутренней печатной платы с поверхностной печатной платой, не проникая через всю плату. Скрытые отверстия подключаются только к внутренней печатной плате, поэтому свет не виден с поверхности. В многослойной печатной плате весь слой напрямую подключен к заземляющему проводу и источнику питания. Итак, мы классифицируем слои как «Сигнал», «Питание» или «Земля». Если для частей печатной платы требуются разные источники питания, они обычно имеют более двух слоев питания и проводов. Чем больше слоев вы используете, тем выше стоимость. Конечно, использование большего количества слоев печатной платы для обеспечения стабильности сигнала очень полезно.

Процесс изготовления профессиональной печатной платы довольно сложен. Возьмем, к примеру, четырехслойную печатную плату. Печатная плата основной платы состоит в основном из 4 слоев. При производстве два средних слоя подвергаются прокатке, резке, травлению, окислению и гальванике соответственно. Четыре слоя – это поверхность компонента, слой питания, слой и припой соответственно. Затем четыре слоя прижимаются друг к другу, образуя печатную плату для основной платы. Затем были пробиты и проделаны отверстия. После очистки внешние два слоя линии печатаются, медь, травление, тестирование, слой сопротивления сварке, трафаретная печать. Наконец, вся печатная плата (включая множество материнских плат) штампуется на печатной плате каждой материнской платы, а затем после прохождения теста проводится вакуумная упаковка. Если медная оболочка не будет хорошо покрыта в процессе производства печатных плат, возникнет явление плохой адгезии, что легко может вызвать короткое замыкание или эффект емкости (легко вызвать помехи). Также необходимо позаботиться о отверстиях на печатной плате. Если отверстие пробить не посередине, а с одной стороны, это приведет к неравномерному согласованию или легкому контакту со слоем источника питания или образованием в середине, что приведет к потенциальному короткому замыканию или плохим факторам заземления.

Процесс медной проводки

Первым шагом в изготовлении является установка онлайн-проводки между деталями. Мы используем отрицательный перенос, чтобы выразить рабочий отрицательный результат на металлическом проводнике. Хитрость заключается в том, чтобы покрыть всю поверхность тонким слоем медной фольги и удалить излишки. Добавление передачи – это еще один менее используемый метод, который заключается в применении медного провода только там, где это необходимо, но мы не будем говорить об этом здесь.

Позитивные фоторезисты изготавливаются из фотосенсибилизаторов, растворяющихся при освещении. Есть много способов обработать фоторезист на меди, но наиболее распространенный способ – нагреть его и прокатать по поверхности, содержащей фоторезист. Его также можно распылять в жидкой форме, но сухая пленка обеспечивает более высокое разрешение и позволяет использовать более тонкие проволоки. Вытяжка – это просто шаблон для создания слоев печатной платы. Кожух, закрывающий фоторезист на печатной плате, предотвращает экспонирование некоторых участков фоторезиста до тех пор, пока фоторезист не подвергнется воздействию ультрафиолетового излучения. Эти участки, покрытые фоторезистом, станут проводкой. Остальные неизолированные медные части подлежат травлению после проявления фоторезиста. Процесс травления может включать погружение платы в растворитель для травления или распыление растворителя на плату. Обычно используется в качестве растворителя для травления с использованием хлорида железа и т. Д. После травления удалите оставшийся фоторезист.

1. Ширина проводки и сила тока

Общая ширина не должна быть меньше 0.2 мм (8 мил).

На печатных платах с высокой плотностью и точностью шаг и ширина линии обычно составляют 0.3 мм (12 мил).

Когда толщина медной фольги составляет около 50 мкм, ширина проволоки составляет 1 ~ 1.5 мм (60 мил) = 2А.

Общая земля обычно составляет 80 мил, особенно для приложений с микропроцессорами.

2. Насколько высока частота высокоскоростной платы?

Когда время нарастания / спада сигнала в 3 ~ 6 раз превышает время передачи сигнала, это считается высокоскоростным сигналом.

Для цифровых схем ключевым моментом является рассмотрение крутизны фронта сигнала, времени, необходимого для нарастания и спада,

Согласно очень классической теории книги «High Speed ​​Digtal Design», сигнал от 10% до 90% времени меньше, чем в 6 раз задержка провода, это высокоскоростной сигнал! – – – – – – именно! Даже прямоугольные сигналы с частотой 8 кГц, если края достаточно крутые, по-прежнему являются высокоскоростными сигналами, и при подключении необходимо использовать теорию линии передачи.

3. укладка и наслоение печатных плат

Четырехслойная пластина имеет следующую последовательность укладки. Ниже описаны преимущества и недостатки различных видов ламинирования:

Первый случай должен быть лучшим из четырех слоев. Поскольку внешний слой является слоем, он оказывает экранирующее действие на электромагнитные помехи. Между тем, слой источника питания надежен и близок к слою, что снижает внутреннее сопротивление источника питания и обеспечивает лучшие пригороды. Однако первый вариант не может быть использован при относительно высокой плотности платы. Потому что тогда целостность первого уровня не гарантируется, а сигнал второго уровня хуже. К тому же такую ​​конструкцию нельзя использовать в случае большого энергопотребления всей платы.

Второй случай – это тот, который мы обычно используем чаще всего. Судя по структуре платы, он не подходит для проектирования высокоскоростных цифровых схем. В этой структуре сложно поддерживать низкое сопротивление мощности. В качестве примера возьмем пластину 2 мм: Z0 = 50 Ом. Для ширины линии 8мил. Толщина медной фольги 35 мкм. Таким образом, сигнальный слой и середина формации составляют 0.14 мм. Формовочный и силовой слой 1.58 мм. Это значительно увеличивает внутреннее сопротивление блока питания. В такой конструкции, поскольку излучение направлено в пространство, необходима экранирующая пластина для уменьшения электромагнитных помех.

В третьем случае сигнальная линия на слое S1 имеет лучшее качество. S2. Экранирование EMI. Но сопротивление блока питания велико. Эту плату можно использовать, когда потребляемая мощность всей платы высока и плата является источником помех или находится рядом с источником помех.

4. Согласование импеданса

Амплитуда отраженного сигнала напряжения определяется коэффициентом отражения источника ρ S и коэффициентом отражения нагрузки ρL.

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

В приведенном выше уравнении, если RL = Z0, коэффициент отражения нагрузки ρL = 0. Если RS = Z0, коэффициент отражения от торца источника ρS = 0.

Поскольку импеданс Z0 обычной линии передачи обычно должен соответствовать требованиям 50 Ом 50 Ом, а полное сопротивление нагрузки обычно составляет от тысяч Ом до десятков тысяч Ом. Следовательно, сложно реализовать согласование импеданса на стороне нагрузки. Однако из-за того, что импеданс источника сигнала (выхода) обычно относительно невелик, примерно в десятки Ом. Поэтому гораздо проще реализовать согласование импеданса в источнике. Если резистор подключен на конце нагрузки, резистор поглотит часть сигнала в ущерб передаче (в моем понимании). Когда выбран стандартный ток управления TTL / CMOS 24 мА, его выходное сопротивление составляет примерно 13 Ом. Если полное сопротивление линии передачи Z0 = 50 Ом, то следует добавить согласующий резистор 33 Ом. 13 ω +33 ω = 46 ω (примерно 50 ω, слабое недемпфирование помогает время установления сигнала)

Когда выбираются другие стандарты передачи и управляющие токи, согласованное полное сопротивление может быть другим. В высокоскоростной логике и схемах для некоторых ключевых сигналов, таких как часы, управляющие сигналы, мы рекомендуем добавить резистор согласования источника.

Таким образом, подключенный сигнал будет отражаться обратно со стороны нагрузки, поскольку полное сопротивление источника совпадает, отраженный сигнал не будет отражаться обратно.