මුද්රිත පරිපථ පුවරුව (PCB) සෑම ආකාරයකම ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගයක පාහේ දක්නට ලැබේ. 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. සම්මත PCB මේ වගේ දෙයක් පෙනේ. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

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. මූලික පීසීබී එකක කොටස් එක පැත්තක සංකේන්ද්‍රණය වී ඇති අතර අනෙක් පැත්තෙන් වයර් සංකේන්ද්‍රණය වී ඇත. 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.

නිෂ්පාදනය කිරීමෙන් පසු ඉවත් කළ හැකි හෝ නැවත තැබිය හැකි කොටස් පීසීබී හි තිබේ නම්, එම කොටස් සවි කිරීම සඳහා සොකට් භාවිතා කෙරේ. 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. රන් ඇඟිල්ලෙහි ඇත්ත වශයෙන්ම පීසීබී වයරින් වල කොටසක් වන හිස් කොපර් පෑඩ් ගණනාවක් ඇත. සාමාන්‍යයෙන් සම්බන්ධ කිරීම සඳහා, අපි එක් PCB එකක ඇති රත්තරන් ඇඟිල්ල අනෙක් PCB හි සුදුසු තව්ලයට (පොදුවේ පුළුල් කිරීමේ ස්ලොට් ලෙස හැඳින්වේ) ඇතුළු කරමු. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

පීසීබී හි කොළ හෝ දුඹුරු පැහැය පෑස්සුම් ආවරණයේ වර්ණයයි. This layer is an insulating shield that protects the copper wire and prevents parts from being welded to the wrong place. පෑස්සුම් ප්‍රතිරෝධක ස්ථරයේ තවත් සිල්ක් තිරයක් මුද්‍රණය කෙරේ. 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

පුරාවෘත්තය).

ඒක පාර්ශවීය මණ්ඩල

අපි සඳහන් කළ පරිදි මූලික පීසීබී එකක කොටස් එක පැත්තක සංකේන්ද්‍රණය වී ඇති අතර වයර් අනෙක් පැත්තෙන් සංකේන්ද්‍රණය වී ඇත. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. පරිපථය සැලසුම් කිරීමේදී තනි පැනල් වලට දැඩි සීමාවන් පනවා තිබූ හෙයින් (එක පැත්තක් පමණක් තිබීම නිසා වයරින් එකට එගොඩ වීමට නොහැකි වූ අතර වෙනම මාර්ගයක් ගැනීමට සිදු විය), එවැනි පුවරු භාවිතා කළේ මුල් පරිපථ වල පමණි.

ද්වි පාර්ශ්වික මණ්ඩල

පරිපථ පුවරුවේ දෙපසම විදුලි රැහැන් සවි කර ඇත. But in order to use both wires, there must be proper electrical connections between the two sides. පරිපථ අතර ඇති මෙම “පාලම” හැඳින්වෙන්නේ මාර්ගෝපදේශක සිදුරක් (VIA) ලෙස ය. මාර්ගෝපදේශක සිදුරු යනු පීසීබී හි කුඩා සිදුරු වන අතර දෙපස වයර් වලට සම්බන්ධ කළ හැකි ලෝහ වලින් පුරවා හෝ ආලේප කර ඇත. 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

රැහැන්ගත කළ හැකි ප්‍රදේශය වැඩි කිරීම සඳහා, ඒකපුද්ගලික හෝ ද්විත්ව ඒකපාර්ශ්වික පුවරු වැඩිපුර භාවිතා කෙරේ. බහු ස්ථර පුවරුව ද්විත්ව පැනල් කිහිපයක් භාවිතා කරන අතර, එක් එක් පුවරුව අතර පරිවාරක තට්ටුවක් තබා මැලියම් කර ඇත (තද කර ඇත). 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. බොහෝ විශාල සුපිරි පරිගණක මවු පුවරුවල ස්ථර කිහිපයක් භාවිතා කරන නමුත් සාමාන්‍ය පරිගණක පොකුරු මඟින් ඒවා ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකි බැවින් ඒවා භාවිතයෙන් ඉවත් වී ඇත. 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.

කොටස් ඇසුරුම් තාක්ෂණය

සිදුරු තාක්‍ෂණය හරහා

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. එබැවින් ඔවුන්ගේ සන්ධි ඇත්තෙන්ම දෙපැත්තේම ඉඩ ප්‍රමාණයක් ගන්නා අතර පෑස්සුම් සන්ධි සාපේක්ෂව විශාලය. අනෙක් අතට, මතුපිට සවි කළ තාක්‍ෂණ (එස්එම්ටී) කොටස් වලට වඩා ටීඑච්ටී කොටස් පීසීබී සමඟ හොඳින් සම්බන්ධ වී ඇති අතර ඒවා ගැන අපි පසුව කතා කරමු. 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.

මැලියම් සහිත මතුපිට කොටස් දෙපස වෑල්ඩින් කිරීමට පවා පුළුවන.

එස්එම්ටී සතුව THT වලට වඩා කුඩා කොටස් ඇත. 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

පීසීබී සැලසුමේදී, විධිමත් වයරින් කිරීමට පෙර ඉතා දිගු පියවරයන් ගත යුතුව ඇත. පහත දැක්වෙන්නේ ප්‍රධාන සැලසුම් ක්‍රියාවලියයි:

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

ඊළඟ පියවර වන්නේ පද්ධතියේ ක්‍රියාකාරී වාරණ සටහනක් සැකසීමයි. චතුරස්රයන් අතර සම්බන්ධය ද සලකුණු කළ යුතුය.

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.

භාවිතා කළ යුතු ඇසුරුම් ක්‍රමය සහ එක් එක් PCB ප්‍රමාණය තීරණය කරන්න

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. තාක්‍ෂණය තෝරා ගැනීමේදී පරිපථ සටහනෙහි ගුණාත්මකභාවය සහ වේගය ද සැලකිල්ලට ගත යුතුය.

Draw schematic circuit diagrams of all PCB’s

The details of the interconnections between the parts should be shown in the sketch. සියලුම පද්ධති වල PCB විස්තර කළ යුතු අතර ඒවායින් බොහොමයක් දැනට භාවිතා කරන්නේ CAD (පරිගණක ආධාරක සැලසුම්) ය. Here is an example of a CircuitMakerTM design.

PCB පරිපථයේ රූප සටහන

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. ඒවා වඩාත් කාර්‍යක්ශම ආකාරයෙන් මාර්ගයට සම්බන්ධ කළ යුතුය. 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

අද තිබෙන සමහර පරිගණක මෘදුකාංග වලට එක් එක් සංරචක ස්ථානගත කිරීම නිවැරදිව සම්බන්ධ කළ හැකිද යන්න පරීක්‍ෂා කළ හැකිය, නැතහොත් එය අධිවේගී වේගයෙන් ක්‍රියාත්මක විය හැකිදැයි පරීක්‍ෂා කළ හැකිය. මෙම පියවර හැඳින්වෙන්නේ කොටස් සකස් කිරීම ලෙස ය, නමුත් අපි මේ සඳහා වැඩි දුර නොයන්නෙමු. පරිපථ සැලැස්මේ ගැටලුවක් තිබේ නම්, ක්ෂේත් රය තුළ පරිපථය අපනයනය කිරීමට පෙර කොටස් නැවත සකස් කළ හැකිය.

PCB මත අපනයන පරිපථය

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. අතින් සාමාන්‍යයෙන් වෙනස් කිරීම් අවශ්‍ය වුවද මෙම පියවර සාමාන්‍යයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම ස්වයංක්‍රීයයි. Below is the wire template for 2 laminates. රතු සහ නිල් රේඛා පිළිවෙලින් නියෝජනය කරන්නේ පීසීබී කොටස් ස්ථරය සහ වෙල්ඩින් ස්තරයයි. The white text and squares represent the markings on the screen printing surface. රතු තිත් සහ කවයන් නියෝජනය කරන්නේ සිදුරු හා මඟ පෙන්වීමයි. PCB හි වෙල්ඩින් මතුපිට රන් ඇඟිල්ල දකුණේ දකුණේ අපට දැකිය හැකිය. 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. මෙම පිරිවිතරයන් පරිපථයේ වේගය, සම්ප්‍රේෂණය කළ යුතු සංඥා වල ශක්තිය, බලශක්ති පරිභෝජනය හා ශබ්දයට පරිපථයේ සංවේදීතාව සහ ද්‍රව්‍ය හා නිෂ්පාදන උපකරණවල ගුණාත්මකභාවය අනුව වෙනස් වේ. 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. ස්ථර 2 කට වඩා අවශ්‍ය නම්, බල ස්ථරය සහ බිම් ස්ථරය සාමාන්‍යයෙන් සංඥා ස්ථරයේ සම්ප්‍රේෂණ සංඥා වැළැක්වීම සඳහා භාවිතා කරන අතර එය සංඥා ස්ථරයේ පලිහක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය.

Wire after circuit test

In order to be sure that the line is working properly behind the wire, it must pass the final test. මෙම පරීක්‍ෂණය මඟින් වැරදි සම්බන්ධතා තිබේදැයි පරීක්‍ෂා කරන අතර සියලුම සම්බන්ධතා ක්‍රමානුරූප සටහන අනුගමනය කරයි.

ස්ථාපනය කර ගොනු කරන්න

පීසීබීඑස් සැලසුම් කිරීම සඳහා දැනට සීඒඩී මෙවලම් බොහෝමයක් ඇති හෙයින්, පුවරු නිපදවීමට පෙර නිෂ්පාදකයින්ට ප්‍රමිතිවලට අනුකූලව පැතිකඩක් තිබිය යුතුය. 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

ඊඑම්සී පිරිවිතරයන්ට අනුව සකස් නොකළ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග මඟින් විද්‍යුත් චුම්භක ශක්තිය විමෝචනය කරන අතර අසල ඇති උපකරණ වලට බාධා කිරීමට ඉඩ ඇත. විද්‍යුත් චුම්භක බාධා (ඊඑම්අයි), විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රය (ඊඑම්එෆ්) සහ ගුවන් විදුලි සංඛ්‍යාත බාධා (ආර්එෆ්අයි) සඳහා ඊඑම්සී උපරිම සීමාවන් පනවා ඇත. මෙම රෙගුලාසියට උපකරණයේ සහ ඒ අසල ඇති වෙනත් උපකරණවල සාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වය සහතික කළ හැකිය. එක් උපකරණයකින් තවත් උපාංගයකට විසුරුවා හැරිය හැකි හෝ සම්ප්‍රේෂණය කළ හැකි ශක්ති ප්‍රමාණයට ඊඑම්සී දැඩි සීමාවන් පනවා ඇති අතර එය සැලසුම් කර ඇත්තේ බාහිර ඊඑම්එෆ්, ඊඑම්අයි, ආර්එෆ්අයි යනාදිය සඳහා ඇති සංවේදීතාව අඩු කිරීම සඳහා ය. 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. සංඛ්‍යාතය ඉහළ යන විට සන්නායක අතර ධාරාව නැතිවීම වැනි අභ්‍යන්තර ඊඑම්අයි වැඩි වේ. මේ දෙකේ වර්තමාන වෙනස ඉතා විශාල නම්, ඒවා අතර දුර වැඩි කිරීමට වග බලා ගන්න. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. රැහැන් ඇදීම ප්‍රමාද වීමේ වේගය ද වැදගත් වන බැවින් දිග කෙටි වන තරමට වඩා හොඳය. ඒ නිසා හොඳ වයරින් සහිත කුඩා පීසීබී එකක් විශාල පීසීබී එකකට වඩා වේගයෙන් වැඩ කරයි.