Dizajni i PCB kur çështjet kanë nevojë për vëmendje

Duke folur për Bordi PCB, shumë miq do të mendojnë se mund të shihet kudo rreth nesh, nga të gjitha pajisjet shtëpiake, të gjitha llojet e aksesorëve në kompjuter, deri te të gjitha llojet e produkteve dixhitale, përderisa produktet elektronike pothuajse të gjitha përdorin bordin e PCB -së, pra çfarë është pllaka PCB ? Një PCB është një PrintedCircuitBlock, e cila është një tabelë qarku e shtypur për komponentët elektronikë që do të futen. Një pllakë bazë e lyer me bakër shtypet dhe gdhendet jashtë qarkut të gdhendjes.

ipcb

Bordi PCB mund të ndahet në bord me një shtresë, bord me dy shtresa dhe bord me shumë shtresa. Komponentët elektronikë janë të integruar në PCB. Në një PCB bazë me një shtresë, përbërësit janë të përqendruar 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 pozitive dhe negative të një PCB të tillë quhen përkatësisht ComponentSide dhe SolderSide.

Një tabelë me dy shtresa mund të shihet si dy dërrasa me një shtresë të ngjitura së bashku, me përbërës elektronikë dhe instalime elektrike në të dy anët e bordit. Ndonjëherë është e nevojshme të lidhni një tel të vetëm nga njëra anë në anën tjetër të bordit përmes një vrime udhëzuese (përmes). 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. Tani shumë pllaka amë kompjuterike po përdorin 4 ose edhe 6 shtresa të bordit PCB, ndërsa kartat grafike në përgjithësi përdorin 6 shtresa të bordit PCB. Shumë karta grafike të nivelit të lartë si seria nVIDIAGeForce4Ti përdorin 8 shtresa të bordit PCB, i cili quhet bordi PCB me shumë shtresa. Problemi i lidhjes së linjave midis shtresave haset edhe në PCBS me shumë shtresa, i cili gjithashtu mund të arrihet përmes vrimave udhëzuese.

Për shkak se është një PCB me shumë shtresa, ndonjëherë vrimat udhëzuese nuk kanë nevojë të depërtojnë në të gjithë PCB. Vrima të tilla udhëzuese quhen Buriedvias dhe Blindvias 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. Sa më shumë shtresa të përdorni, aq më e lartë është kostoja. Sigurisht, përdorimi i më shumë shtresave të bordit PCB për të siguruar stabilitetin e sinjalit është shumë i dobishëm.

Procesi i krijimit të një bordi profesional PCB është mjaft i ndërlikuar. Merrni për shembull një bord PCB me 4 shtresa. PCB e bordit kryesor është kryesisht 4 shtresa. Kur prodhohen, dy shtresat e mesme mbështillen, priten, gdhenden, oksidohen dhe elektrolohen përkatësisht. Katër shtresat janë sipërfaqja përbërëse, shtresa e energjisë, shtresa dhe petëzimi i saldimit respektivisht. Katër shtresat pastaj shtypen së bashku për të formuar një PCB për tabelën kryesore. Pastaj vrimat u shpuan dhe u bënë. Pas pastrimit, dy shtresat e jashtme të linjës janë të shtypura, bakri, gdhendja, testimi, shtresa e rezistencës së saldimit, printimi i ekranit. Së fundi, i gjithë PCB (përfshirë shumë pllaka amë) vuloset në PCB të secilës pllakë amë, dhe pastaj paketimi me vakum kryhet pas kalimit të testit. Nëse lëkura e bakrit nuk është e veshur mirë në procesin e prodhimit të PCB, do të ketë një fenomen të dobët ngjitjeje, i lehtë për të nënkuptuar qark të shkurtër ose efekt kapaciteti (i lehtë për të shkaktuar ndërhyrje). Vrimat në PCB gjithashtu duhet të kujdesen. Nëse vrima shpohet jo në mes, por në njërën anë, do të rezultojë në përputhshmëri të pabarabartë ose kontakt të lehtë me shtresën e furnizimit me energji ose formimin në mes, duke rezultuar në qark të shkurtër ose faktorë të këqij të mundshëm të tokëzimit.

Procesi i instalimeve elektrike të bakrit

Hapi i parë në fabrikim është krijimi i një lidhje elektrike në internet midis pjesëve. Ne përdorim transferimin negativ për të shprehur negativin e punës në një përcjellës metalik. Truku është që të përhapni një shtresë të hollë të fletës së bakrit në të gjithë sipërfaqen dhe të hiqni çdo tepricë. Transferimi shtesë është një metodë tjetër më pak e përdorur, e cila është të aplikoni tela bakri vetëm aty ku është e nevojshme, por ne nuk do të flasim për këtë këtu.

Fotorerezistat pozitive janë bërë nga fotosensibilistët që treten nën ndriçim. Ka shumë mënyra për të trajtuar fotorezistën në bakër, por mënyra më e zakonshme është ta ngrohni atë dhe ta rrokullisni mbi një sipërfaqe që përmban fotorezist. Gjithashtu mund të spërkatet në formë të lëngshme, por filmi i thatë siguron rezolucion më të lartë dhe lejon tela më të hollë. Kapaku është vetëm një model për të bërë shtresa PCB. Një kapuç që mbulon fotorezistën në PCB parandalon ekspozimin e disa zonave të fotorezistës derisa fotorezisti të ekspozohet ndaj dritës UV. Këto zona, të cilat janë të mbuluara me fotoresist, do të bëhen instalime elektrike. Pjesë të tjera të zhveshura të bakrit të gdhenden pas zhvillimit të fotorezistës. Procesi i gdhendjes mund të përfshijë zhytjen e tabelës në tretësin e gdhendjes ose spërkatjen e tretësit në tabelë. Përdoret në përgjithësi si tretës gdhendës duke përdorur klorur ferri etj. Pas gdhendjes, hiqni fotorezistën e mbetur.

1. Gjerësia dhe rryma e telave

Gjerësia e përgjithshme nuk duhet të jetë më pak se 0.2mm (8mil)

Në PCBS me densitet të lartë dhe saktësi të lartë, lartësia e katranit dhe linjës janë përgjithësisht 0.3mm (12mil).

Kur trashësia e fletës së bakrit është rreth 50um, gjerësia e telit është 1 ~ 1.5mm (60mil) = 2A

Zona e përbashkët është në përgjithësi 80 milje, veçanërisht për aplikimet me mikroprocesorë.

2. Sa e lartë është frekuenca e bordit me shpejtësi të lartë?

Kur ngritja/rënia e kohës së sinjalit “3 ~ 6 herë koha e transmetimit të sinjalit, konsiderohet si sinjal me shpejtësi të lartë.

Për qarqet dixhitale, çelësi është të shikoni pjerrësinë e buzës së sinjalit, kohën që duhet për t’u ngritur dhe ulur,

Sipas një teorie shumë klasike “Dizajni me shpejtësi të lartë Digtal”, sinjali nga 10% në 90% të kohës është më pak se 6 herë vonesa e telit, është sinjal me shpejtësi të lartë! – – – – – – domethënë! Edhe sinjalet e valës katrore 8KHz, përderisa skajet janë mjaft të pjerrëta, janë akoma sinjale me shpejtësi të lartë, dhe teoria e linjës së transmetimit duhet të përdoret në instalime elektrike

3. Grumbullimi dhe shtresimi i PCB

Pllaka me katër shtresa ka sekuencën e mëposhtme të grumbullimit. Përparësitë dhe disavantazhet e petëzimit të ndryshëm shpjegohen më poshtë:

Rasti i parë duhet të jetë më i miri nga katër shtresat. Për shkak se shtresa e jashtme është shtresa, ajo ka një efekt mbrojtës në IKE. Ndërkohë, shtresa e furnizimit me energji elektrike është e besueshme dhe afër shtresës, gjë që e bën rezistencën e brendshme të furnizimit me energji më të vogël dhe arrin periferitë më të mira. Sidoqoftë, rasti i parë nuk mund të përdoret kur dendësia e bordit është relativisht e lartë. Sepse atëherë, integriteti i shtresës së parë nuk është i garantuar, dhe sinjali i shtresës së dytë është më i keq. Për më tepër, kjo strukturë nuk mund të përdoret në rastin e konsumit të madh të energjisë të të gjithë bordit.

Rasti i dytë është ai që ne zakonisht përdorim më shumë. Nga struktura e bordit, nuk është i përshtatshëm për dizajnin e qarkut dixhital me shpejtësi të lartë. Difficultshtë e vështirë të mbash rezistencë të ulët të energjisë në këtë strukturë. Merrni një pjatë 2 mm si shembull: Z0 = 50ohm. Për gjerësinë e linjës prej 8 mil. Trashësia e fletës së bakrit është 35цm. Pra, shtresa e sinjalit dhe mesi i formimit është 0.14mm. Shtresa e formimit dhe fuqisë janë 1.58mm. Kjo rrit shumë rezistencën e brendshme të furnizimit me energji elektrike. Në këtë lloj strukture, për shkak se rrezatimi është në hapësirë, pllaka mbrojtëse është e nevojshme për të zvogëluar EMI.

Në rastin e tretë, linja e sinjalit në shtresën S1 ka cilësinë më të mirë. S2 Mbrojtja EMI. Por rezistenca e furnizimit me energji elektrike është e madhe. Ky bord mund të përdoret kur konsumi i energjisë i të gjithë bordit është i lartë dhe bordi është një burim ndërhyrjeje ose ngjitur me burimin e ndërhyrjes.

4. Përputhja e rezistencës

Amplituda e sinjalit të tensionit të reflektuar përcaktohet nga koeficienti i reflektimit të burimit ρ S dhe koeficienti i reflektimit të ngarkesës ρL

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

Në ekuacionin e mësipërm, nëse RL = Z0, koeficienti i reflektimit të ngarkesës ρL = 0. Nëse RS = Z0 koeficienti i reflektimit burim-fund ρS = 0.

Për shkak se rezistenca e zakonshme e linjës së transmetimit Z0 zakonisht duhet të plotësojë kërkesat prej 50 ω 50 ω, dhe rezistenca e ngarkesës është zakonisht në mijëra Ohm deri në dhjetëra mijëra Ohm. Prandaj, është e vështirë të realizohet përputhja e rezistencës në anën e ngarkesës. Sidoqoftë, për shkak se rezistenca e burimit të sinjalit (daljes) është zakonisht relativisht e vogël, afërsisht në dhjetëra Ohm. Prandaj është shumë më e lehtë të zbatohet përputhja e rezistencës në burim. Nëse një rezistencë është e lidhur në fund të ngarkesës, rezistori do të thithë një pjesë të sinjalit në dëm të transmetimit (kuptimi im). Kur zgjidhet rryma standarde e motorit TTL/CMOS 24mA, rezistenca e daljes së saj është afërsisht 13 ω. Nëse impedanca e linjës së transmetimit Z0 = 50 ω, atëherë duhet të shtohet një rezistencë e përputhjes së burimit 33 ω. 13 ω +33 ω = 46 ω (afërsisht 50 ω, nën -zbutja e dobët ndihmon kohën e vendosjes së sinjalit)

Kur zgjidhen standardet e tjera të transmetimit dhe rrymat e makinës, rezistenca e përputhjes mund të jetë e ndryshme. Në logjikën dhe dizajnin e qarkut me shpejtësi të lartë, për disa sinjale kryesore, të tilla si ora, sinjalet e kontrollit, ne rekomandojmë që të shtohet rezistenca e përputhjes së burimit.

Në këtë mënyrë, sinjali i lidhur do të reflektohet prapa nga ana e ngarkesës, sepse rezistenca e burimit përputhet, sinjali i reflektuar nuk do të reflektohet prapa.