Shtypura qark bordit (PCB) gjenden pothuajse në çdo lloj pajisje elektronike. Nëse ka komponentë elektronikë në një pjesë të pajisjes, ato gjithashtu futen në madhësi të ndryshme të PCB. Përveç fiksimit të pjesëve të ndryshme të vogla, funksioni kryesor i PCB është të sigurojë lidhje elektrike midis përbërësve. Ndërsa pajisjet elektronike bëhen gjithnjë e më komplekse, nevojiten gjithnjë e më shumë pjesë, dhe instalimet elektrike dhe pjesët në PCB bëhen gjithnjë e më të dendura. Një PCB standard duket diçka si kjo. Bordi i zhveshur (pa pjesë në të) gjithashtu shpesh quhet “Bordi i Shtypur i Telave (PWB).

Nënshtresa e bordit në vetvete është bërë nga një material i izoluar dhe rezistent ndaj lakimit. Materiali i linjës së vogël që mund të shihet në sipërfaqe është petë bakri. Fillimisht, fleta e bakrit është e mbuluar në të gjithë tabelën, dhe pjesa e mesme është gdhendur në procesin e prodhimit, dhe pjesa e mbetur bëhet një rrjet linjash të vogla. Këto linja quhen përcjellës ose përçues dhe përdoren për të siguruar lidhje elektrike me pjesët në PCB.

Për të siguruar pjesë në PCB, ne lidhim kunjat e tyre direkt në instalime elektrike. Në një PCB bazë, pjesët janë të përqendruara në njërën anë dhe telat janë të përqendruar në anën tjetër. Pra, ne duhet të bëjmë vrima në tabelë në mënyrë që kunjat të kalojnë përmes tabelës në anën tjetër, kështu që kunjat e pjesëve janë ngjitur në anën tjetër. Për shkak të kësaj, anët e përparme dhe të pasme të një PCB quhen përkatësisht Ana Komponente dhe Solder Side.

Nëse ka pjesë në PCB që mund të hiqen ose të vendosen përsëri pas prodhimit, Socket do të përdoret për të instaluar pjesët. Për shkak se foleja është ngjitur drejtpërdrejt në tabelë, pjesët mund të çmontohen në mënyrë arbitrare. Një prizë ZIF (Zero InserTIon Force) lejon që pjesët të futen dhe hiqen lehtë. Leva pranë prizës mund t’i mbajë pjesët në vend pasi t’i futni ato.

Për të lidhur dy PCBS me njëri -tjetrin, zakonisht përdoret një lidhës buzë. Gishti i artë përmban një numër të jastëkëve të bakrit të zhveshur që janë në të vërtetë pjesë e instalimeve elektrike të PCB. Normalisht, për t’u lidhur, ne e fusim gishtin e artë në njërën PCB në slotin e duhur (i quajtur zakonisht slot zgjerimi) në PCB -në tjetër. Në kompjuterë, kartat e ekranit, kartat e zërit dhe kartat e ngjashme të ndërfaqes lidhen me motherboard me anë të një gishti ari.

Ngjyra jeshile ose kafe në PCB është ngjyra e maskës së saldimit. Kjo shtresë është një mburojë izoluese që mbron tela bakri dhe parandalon ngjitjen e pjesëve në vendin e gabuar. Një ekran tjetër mëndafshi do të printohet në shtresën e rezistencës së saldimit. Zakonisht shtypet me fjalë dhe simbole (kryesisht të bardha) për të treguar pozicionin e pjesëve në tabelë. Sipërfaqja e shtypjes së ekranit njihet gjithashtu si sipërfaqe ikonash

Legjenda).

Bordet e njëanshme

Siç e përmendëm, në një PCB bazë, pjesët janë të përqendruara në njërën anë dhe telat janë të përqendruar në anën tjetër. Për shkak se tela shfaqet vetëm në njërën anë, ne e quajmë këtë LLOJ të PCB të njëanshme. Për shkak se panelet e vetme kishin shumë kufizime të rrepta në hartimin e qarkut (sepse kishte vetëm njërën anë, telat nuk mund të kalonin dhe duhej të merrnin një rrugë të veçantë), vetëm qarqet e hershme përdorën dërrasa të tilla.

Borde të dyanshme

Bordi qark ka instalime elektrike në të dy anët. Por, për të përdorur të dy telat, duhet të ketë lidhje elektrike të duhura midis dy anëve. Kjo “urë” midis qarqeve quhet një vrimë udhëzuese (VIA). Vrimat udhëzuese janë vrima të vogla në PCB të mbushura ose të veshura me metal që mund të lidhen me tela nga të dy anët. Për shkak se një panel i dyfishtë ka dyfishin e sipërfaqes së një paneli të vetëm, dhe për shkak se telat mund të ndërthuren (mund të mbështillet në anën tjetër), është më mirë për qarqe më komplekse sesa një panel i vetëm.

Borde me shumë shtresa

Për të rritur zonën që mund të lidhet, përdoren më shumë dërrasa instalimesh të njëanshme ose të dyanshme. Bordi me shumë shtresa përdor disa panele të dyfishta, dhe një shtresë izolimi vendoset midis secilit panel dhe ngjitet (shtypet). Numri i shtresave të tabelës përfaqëson disa shtresa të pavarura instalimesh, zakonisht një numër çift i shtresave, duke përfshirë dy shtresat më të jashtme. Shumica e pllakave amë janë ndërtuar me katër deri në tetë shtresa, por teknikisht është e mundur të ndërtohen deri në 100 shtresa të PCBS. Shumica e superkompjuterëve të mëdhenj përdorin mjaft shtresa të pllakave amë, por ato kanë dalë jashtë përdorimit pasi mund të zëvendësohen me grupe kompjuterash të zakonshëm. Për shkak se shtresat në një PCB janë kaq të integruara fort, nuk është gjithmonë e lehtë të shihet numri aktual, por nëse shikoni nga afër motherboard, mund të jeni në gjendje.

Vrima udhëzuese (VIA) që sapo përmendëm, nëse aplikohet në një panel të dyfishtë, duhet të jetë në të gjithë tabelën

Por në një shumëllojshmëri, nëse doni të lidhni vetëm disa nga linjat, vrimat udhëzuese mund të humbasin një pjesë të hapësirës së linjës në shtresat e tjera. Vilat e varrosura dhe vilat e verbër shmangin këtë problem sepse ato depërtojnë vetëm në disa shtresa. Vrimat e verbër lidhin disa shtresa të PCBS të brendshme me PCBS sipërfaqësore pa depërtuar në të gjithë bordin. Vrimat e varrosura janë të lidhura vetëm me PCB -në e brendshme, kështu që drita nuk është e dukshme nga sipërfaqja.

Në një PCB me shumë shtresa, e gjithë shtresa është e lidhur drejtpërdrejt me telin e tokëzimit dhe furnizimin me energji elektrike. Pra, ne i klasifikojmë shtresat si Sinjal, Fuqi ose Tokë. Nëse pjesët në PCB kërkojnë furnizime të ndryshme të energjisë, ato zakonisht kanë më shumë se dy shtresa të energjisë dhe tela.

Teknologjia e paketimit të pjesëve

Përmes teknologjisë së vrimave

Teknika e vendosjes së pjesëve në njërën anë të tabelës dhe saldimit të kunjave në anën tjetër quhet kapsulim “Përmes Teknologjisë së Vrimave (THT)”. Kjo pjesë merr shumë hapësirë ​​dhe një vrimë është shpuar për secilën kunj. Pra, nyjet e tyre në të vërtetë marrin hapësirë ​​në të dy anët, dhe nyjet e saldimit janë relativisht të mëdha. Nga ana tjetër, pjesët THT janë më mirë të lidhura me PCB sesa pjesët e Teknologjisë së Mbivendosur në Sipërfaqe (SMT), për të cilat do të flasim më vonë. Fole si prizat me tela dhe ndërfaqe të ngjashme duhet të jenë tolerante ndaj presionit, kështu që ato janë zakonisht pako THT.

Teknologji e montuar në sipërfaqe

Për pjesët e teknologjisë së montuar në sipërfaqe (SMT), kunja është ngjitur në të njëjtën anë me pjesët. Kjo teknikë nuk shpon vrima në PCB për secilën kunj.

Pjesët ngjitëse sipërfaqësore madje mund të ngjiten në të dy anët.

SMT gjithashtu ka pjesë më të vogla se THT. Krahasuar me PCB me pjesë THT, PCB me teknologjinë SMT është shumë më e dendur. Pjesët e paketës SMT janë gjithashtu më pak të shtrenjta se ato të THT. Pra, nuk është për t’u habitur që shumica e PCBS -ve të sotëm janë SMT.

Për shkak se nyjet e saldimit dhe kunjat e pjesëve janë shumë të vogla, është shumë e vështirë t’i bashkosh ato me dorë. Sidoqoftë, duke pasur parasysh që montimi aktual është plotësisht i automatizuar, ky problem do të ndodhë vetëm kur riparoni pjesë.

Procesi i projektimit

Në hartimin e PCB, në fakt ka hapa shumë të gjatë për të kaluar para instalimeve elektrike. Më poshtë është procesi kryesor i projektimit:

Specifikimet e sistemit

Para së gjithash, specifikimet e sistemit të pajisjeve elektronike duhet të planifikohen. Ai mbulon funksionalitetin e sistemit, kufizimet në kosto, madhësinë, funksionimin etj.

Bllok diagrami i funksionit të sistemit

Hapi tjetër është krijimi i një diagrami funksional të sistemit. Marrëdhënia midis shesheve gjithashtu duhet të shënohet.

Ndani sistemin në disa PCBS

Ndarja e sistemit në disa PCBS jo vetëm që zvogëlon madhësinë, por gjithashtu i jep sistemit aftësinë për të përmirësuar dhe shkëmbyer pjesë. Bllok -diagrami i funksionit të sistemit siguron bazën për ndarjen tonë. Kompjuterët, për shembull, mund të ndahen në pllaka amë, karta të ekranit, karta zanore, disqe floppy disk, furnizime me energji, etj.

Përcaktoni metodën e paketimit që do të përdoret dhe madhësinë e secilit PCB

Pasi të jetë përcaktuar teknologjia dhe numri i qarqeve të përdorura për secilën PCB, hapi tjetër është përcaktimi i madhësisë së bordit. Nëse dizajni është shumë i madh, atëherë teknologjia e paketimit do të duhet të ndryshojë, ose të ndajë përsëri veprimin. Cilësia dhe shpejtësia e diagramit të qarkut gjithashtu duhet të merren parasysh kur zgjidhni teknologjinë.

Vizatoni diagramet skematike të qarkut të të gjitha PCB -ve

Detajet e ndërlidhjeve midis pjesëve duhet të tregohen në skicë. PCB në të gjitha sistemet duhet të përshkruhet, dhe shumica e tyre përdorin CAD (Dizajn i Ndihmuar me Kompjuter) aktualisht. Këtu është një shembull i një modeli CircuitMakerTM.

Diagrami skematik i qarkut PCB

Dizajni paraprak i funksionimit të simulimit

Për të siguruar që diagrami i qarkut të projektuar të funksionojë, së pari duhet të simulohet duke përdorur softuer kompjuterik. Softuer i tillë mund të lexojë skema dhe të tregojë se si funksionon qarku në shumë mënyra. Kjo është shumë më efikase sesa të bësh një mostër të PCB -së dhe pastaj ta matësh atë me dorë.

Vendosni pjesët në PCB

Mënyra se si vendosen pjesët varet nga mënyra se si lidhen me njëra -tjetrën. Ato duhet të lidhen me rrugën në mënyrën më efikase. Instalimet me efikasitet do të thotë instalime elektrike më të shkurtra të mundshme dhe më pak shtresa (gjë që gjithashtu zvogëlon numrin e vrimave udhëzuese), por ne do të kthehemi tek kjo në instalime elektrike aktuale. Ja se si duket autobusi në një PCB. Vendosja është e rëndësishme në mënyrë që secila pjesë të ketë instalime elektrike të përsosura.

Provoni mundësitë e instalimeve elektrike me funksionimin e duhur me shpejtësi të lartë

Disa nga programet kompjuterike të sotme mund të kontrollojnë nëse vendosja e secilit komponent mund të lidhet saktë, ose të kontrollojë nëse mund të funksionojë saktë me shpejtësi të lartë. Ky hap quhet rregullimi i pjesëve, por ne nuk do të shkojmë shumë larg në këtë. Nëse ka një problem me modelin e qarkut, pjesët gjithashtu mund të riorganizohen para se qarku të eksportohet në terren.

Qarku i eksportit në PCB

Lidhjet në skicë tani do të duken si instalime elektrike në terren. Ky hap zakonisht është plotësisht i automatizuar, megjithëse zakonisht kërkohen ndryshime manuale. Më poshtë është shablloni i telit për 2 petëzime. Linjat e kuqe dhe blu përfaqësojnë përkatësisht shtresën e pjesëve të PCB dhe shtresën e saldimit. Teksti dhe katrorët e bardhë përfaqësojnë shenjat në sipërfaqen e printimit të ekranit. Pikat dhe qarqet e kuqe përfaqësojnë vrima shpuese dhe udhëzuese. Në anën e djathtë mund të shohim gishtin e artë në sipërfaqen e saldimit të PCB. Përbërja përfundimtare e këtij PCB shpesh quhet Vepra Arti punuese.

Çdo dizajn duhet të jetë në përputhje me një sërë rregullash, të tilla si boshllëqet minimale të rezervuara midis linjave, gjerësitë minimale të linjave dhe kufizime të tjera të ngjashme praktike. Këto specifikime ndryshojnë sipas shpejtësisë së qarkut, fuqisë së sinjalit që do të transmetohet, ndjeshmërisë së qarkut ndaj konsumit të energjisë dhe zhurmës, si dhe cilësisë së materialit dhe pajisjeve prodhuese. Nëse forca e rrymës rritet, trashësia e telit gjithashtu duhet të rritet. Për të zvogëluar kostot e PCB, duke zvogëluar numrin e shtresave, është gjithashtu e nevojshme t’i kushtohet vëmendje nëse këto rregullore janë akoma të përmbushura. Nëse nevojiten më shumë se 2 shtresa, shtresa e energjisë dhe shtresa e tokës zakonisht përdoren për të shmangur ndikimin e sinjalit të transmetimit në shtresën e sinjalit dhe mund të përdoren si mburojë e shtresës së sinjalit.

Tela pas provës së qarkut

Në mënyrë që të jeni të sigurt se linja po funksionon siç duhet pas telit, duhet të kalojë testin përfundimtar. Ky test kontrollon gjithashtu për lidhje të pasakta, dhe të gjitha lidhjet ndjekin diagramin skematik.

Krijoni dhe regjistroni

Për shkak se aktualisht ka shumë mjete CAD për hartimin e PCBS, prodhuesit duhet të kenë një profil që plotëson standardet para se të mund të prodhojnë dërrasa. Ekzistojnë disa specifikime standarde, por më e zakonshme është specifikimi i Gerber Files. Një grup skedarësh Gerber përfshin një plan të secilit sinjal, fuqi dhe shtresë tokësore, një plan të shtresës së rezistencës së lidhjes dhe sipërfaqes së printimit të ekranit, dhe skedarë të specifikuar të shpimit dhe zhvendosjes.

Problemi i përputhshmërisë elektromagnetike

Pajisjet elektronike që nuk janë të dizajnuara sipas specifikimeve EMC ka të ngjarë të lëshojnë energji elektromagnetike dhe të ndërhyjnë në pajisjet e afërta. EMC imponon kufizime maksimale në ndërhyrjen elektromagnetike (EMI), fushën elektromagnetike (EMF) dhe ndërhyrjen në radio frekuencën (RFI). Kjo rregullore mund të sigurojë funksionimin normal të pajisjes dhe pajisjeve të tjera aty pranë. EMC imponon kufizime të rrepta në sasinë e energjisë që mund të shpërndahet ose transmetohet nga një pajisje në tjetrën, dhe është krijuar për të zvogëluar ndjeshmërinë ndaj EMF të jashtëm, EMI, RFI, etj. Me fjalë të tjera, qëllimi i kësaj rregulloreje është të parandalojë hyrjen ose daljen e energjisë elektromagnetike nga pajisja. Ky është një problem shumë i vështirë për t’u zgjidhur, dhe zakonisht zgjidhet duke përdorur shtresa të fuqisë dhe tokëzimit, ose duke futur PCBS në kuti metalike. Shtresat e fuqisë dhe tokëzimit mbrojnë shtresën e sinjalit nga ndërhyrja, dhe kutia metalike punon njësoj mirë. Ne nuk do të shkojmë shumë larg në këto çështje.

Shpejtësia maksimale e qarkut varet nga pajtueshmëria me EMC. IKE e brendshme, siç është humbja aktuale midis përcjellësve, rritet me rritjen e frekuencës. Nëse ndryshimi aktual midis të dyve është shumë i madh, sigurohuni që të zgjasni distancën midis tyre. Kjo gjithashtu na tregon se si të shmangim tensionin e lartë dhe të minimizojmë konsumin aktual të qarkut. Shkalla e vonesës në instalime elektrike është gjithashtu e rëndësishme, kështu që sa më e shkurtër gjatësia, aq më mirë. Pra, një PCB e vogël me instalime elektrike të mira do të funksionojë më mirë me shpejtësi të lartë sesa një PCB e madhe.