Дизајн ПЦБ -а када ствари захтевају пажњу

Говорећи о ПЦБ плоча, 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.

ипцб

ПЦБ плоча се може поделити на једнослојну плочу, двослојну плочу и вишеслојну плочу. Електронске компоненте су интегрисане у ПЦБ. На основном једнослојном ПЦБ-у, компоненте су концентрисане на једној страни, а жице на другој страни. Зато морамо да направимо рупе на плочи тако да игле могу проћи кроз плочу на другу страну, тако да су игле делова заварене на другу страну. 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. Понекад је потребно повезати једну жицу са једне стране на другу страну плоче кроз отвор за вођење (преко). Рупе за вођење су мале рупе на штампаној плочи испуњене или пресвучене металом које се могу спојити на жице са обе стране. Сада многе рачунарске матичне плоче користе 4 или чак 6 слојева ПЦБ плоче, док графичке картице обично користе 6 слојева ПЦБ плоче. Многе врхунске графичке картице попут серије нВИДИАГеФорце4Ти користе 8 слојева ПЦБ плоче, која се назива вишеслојна ПЦБ плоча. The problem of connecting lines between layers is also encountered on multi-layer PCBS, which can also be achieved through guide holes.

Пошто је то вишеслојна ПЦБ плоча, понекад рупе за вођење не морају да продиру кроз целу ПЦБ. Такве рупе се називају Буриедвиас и Блиндвиас јер продиру само у неколико слојева. Слепе рупе повезују неколико слојева унутрашњег ПЦБС -а са површинским ПЦБС -ом без продирања кроз целу плочу. Укопане рупе су повезане само са унутрашњим ПЦБ -ом, тако да се светлост не види са површине. У вишеслојној штампаној плочи, цео слој је директно повезан са жицом за уземљење и напајањем. Зато класификујемо слојеве као Сигнал, Снага или Земља. Ако делови на ПЦБ -у захтевају различита напајања, обично имају више од два слоја напајања и жице. 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. ПЦБ главне плоче састоји се углавном од 4 слоја. Приликом производње, средња два слоја се ваљају, режу, урезују, оксидирају и галванизују. Четири слоја су површинска компонента, енергетски слој, слој и ламинирање лемљења. Четири слоја се затим притискају заједно како би формирали ПЦБ за главну плочу. Then the holes were punched and made. Након чишћења, спољна два слоја линије се штампају, бакар, јеткање, испитивање, слој отпора заваривања, сито штампа. Коначно, цела штампана плоча (укључујући многе матичне плоче) утискује се у ПЦБ сваке матичне плоче, а затим се након проласка теста врши вакуумско паковање. 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. Трик је у томе да се танки слој бакарне фолије развуче по целој површини и уклони вишак. Додавање преноса је још један мање коришћен метод, а то је да се бакарна жица примењује само тамо где је то потребно, али овде нећемо о томе.

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. Напа је само шаблон за прављење слојева ПЦБ -а. Поклопац који прекрива фотоотпорник на ПЦБ -у спречава излагање неких делова фотоотпорника све док фотоотпорник не буде изложен УВ светлу. These areas, which are covered with photoresist, will become wiring. Остали голи бакарни делови који ће се гравирати након развоја фотоотпорности. The etching process may involve dipping the board into the etching solvent or spraying the solvent onto the board. Уопштено се користи као растварач за нагризање помоћу ферохлорида итд. After etching, remove the remaining photoresist.

1. Ширина ожичења и струја

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).

Када је дебљина бакарне фолије око 50ум, ширина жице је 1 ~ 1.5мм (60мил) = 2А

Заједничка основа је углавном 80 милиона, посебно за апликације са микропроцесорима.

2. Колико је висока фреквенција брзих плоча?

Када пораст/пад времена сигнала „3 ~ 6 пута више од времена преноса сигнала, сматра се сигналом велике брзине.

За дигитална кола, кључ је погледати стрмину ивице сигнала, време потребно за успон и пад,

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! – – – – – – Наиме! 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.ПЦБ слагање и раслојавање

The four – layer plate has the following stacking sequence. Предности и недостаци различитих ламинација објашњени су у наставку:

Први случај би требао бити најбољи од четири слоја. 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. Међутим, први случај се не може користити када је густина плоче релативно велика. Јер тада интегритет првог слоја није загарантован, а сигнал другог слоја је лошији. 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. По структури плоче није погодан за пројектовање дигиталних кола велике брзине. У овој је структури тешко одржавати импеданцију мале снаге. Take a plate 2 mm as an example: Z0=50ohm. To line width of 8mil. Copper foil thickness is 35цm. Дакле, сигнални слој и средина формације су 0.14 мм. 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. СКСНУМКС. ЕМИ заштита. 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. Подударање импедансе

Амплитуда рефлектираног напонског сигнала одређена је коефицијентом рефлексије извора ρ С и коефицијентом рефлексије оптерећења ρЛ

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

У горњој једначини, ако је РЛ = З0, коефицијент рефлексије оптерећења ρЛ = 0. Ако је РС = З0 коефицијент рефлексије на крају извора ρС = 0.

Будући да импеданса обичног далековода З0 обично треба да испуни захтеве од 50 ω 50 ω, а импеданција оптерећења је обично у хиљадама ома до десетина хиљада ома. Због тога је тешко остварити подударање импедансе на страни оптерећења. However, because the signal source (output) impedance is usually relatively small, roughly in the tens of ohms. Због тога је много лакше имплементирати подударање импедансе на извору. If a resistor is connected at the load end, the resistor will absorb part of the signal to the detriment of transmission (my understanding). Када је изабран стандардни ТТЛ/ЦМОС погонски ток од 24 мА, његова излазна импеданција је приближно 13 ω. Ако је импеданса далековода З0 = 50 ω, тада треба додати одговарајући отпорник од 33 ω на извору. 13 ω +33 ω = 46 ω (приближно 50 ω, слабо потискивање помаже при постављању сигнала)

Када се изаберу други стандарди преноса и погонске струје, одговарајућа импеданса може бити различита. У логици велике брзине и дизајну кола, за неке кључне сигнале, попут сата, управљачких сигнала, препоручујемо да се мора додати отпорник који одговара извору.

На овај начин, повезани сигнал ће се одбити назад са стране оптерећења, јер се импеданса извора подудара, рефлектирани сигнал се неће одбити назад.