Thiết kế PCB khi các vấn đề cần chú ý

Phát biểu của PCB hội đồng quản trị, 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.

ipcb

Bảng mạch PCB có thể được chia thành bảng một lớp, bảng hai lớp và bảng nhiều lớp. Các thành phần điện tử được tích hợp vào PCB. Trên PCB một lớp cơ bản, các thành phần được tập trung ở một bên và các dây được tập trung ở bên kia. Vì vậy, chúng ta cần phải tạo lỗ trên bảng để các chân có thể đi qua bảng sang mặt khác, vì vậy các chân của các bộ phận được hàn vào mặt còn lại. 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. Đôi khi cần phải kết nối một dây duy nhất từ ​​mặt này sang mặt kia của bảng thông qua một lỗ dẫn hướng (thông qua). Các lỗ dẫn hướng là các lỗ nhỏ trên PCB được lấp đầy hoặc phủ bằng kim loại có thể được kết nối với dây ở cả hai bên. Hiện nay, nhiều bo mạch chủ máy tính đang sử dụng 4 hoặc thậm chí 6 lớp bảng mạch PCB, trong khi card đồ họa nói chung sử dụng 6 lớp bảng mạch PCB. Nhiều card đồ họa cao cấp như dòng nVIDIAGeForce4Ti sử dụng 8 lớp bảng mạch PCB, được gọi là bảng mạch nhiều lớp PCB. The problem of connecting lines between layers is also encountered on multi-layer PCBS, which can also be achieved through guide holes.

Bởi vì nó là một PCB nhiều lớp, đôi khi các lỗ dẫn hướng không cần thiết xuyên qua toàn bộ PCB. Các lỗ dẫn hướng như vậy được gọi là Buriedvias và Blindvias vì chúng chỉ xuyên qua một vài lớp. Các lỗ mù kết nối nhiều lớp PCBS bên trong với PCBS bề mặt mà không xuyên qua toàn bộ bảng. Các lỗ chôn chỉ được kết nối với PCB bên trong, vì vậy ánh sáng không thể nhìn thấy từ bề mặt. Trong PCB nhiều lớp, toàn bộ lớp được kết nối trực tiếp với dây nối đất và nguồn điện. Vì vậy, chúng tôi phân loại các lớp thành Tín hiệu, Nguồn hoặc Mặt đất. Nếu các bộ phận trên PCB yêu cầu các bộ nguồn khác nhau, chúng thường có nhiều hơn hai lớp nguồn và dây. 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. PCB của bo mạch chính chủ yếu là 4 lớp. Khi sản xuất, hai lớp ở giữa được cán, cắt, khắc, oxy hóa và mạ điện tương ứng. Bốn lớp tương ứng là bề mặt thành phần, lớp nguồn, lớp và lớp hàn. Bốn lớp sau đó được ép lại với nhau để tạo thành một PCB cho bo mạch chính. Then the holes were punched and made. Sau khi làm sạch, hai lớp bên ngoài của dây chuyền được in, đồng, khắc, kiểm tra, lớp kháng hàn, in lụa. Cuối cùng, toàn bộ PCB (bao gồm nhiều bo mạch chủ) được đóng dấu vào PCB của mỗi bo mạch chủ, và sau đó được tiến hành đóng gói chân không sau khi vượt qua bài kiểm tra. 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. Bí quyết là bạn hãy trải một lớp mỏng lá đồng lên toàn bộ bề mặt và loại bỏ phần thừa. Bổ sung chuyển giao là một phương pháp khác ít được sử dụng hơn, đó là chỉ sử dụng dây đồng ở những nơi cần thiết, nhưng chúng ta sẽ không nói về nó ở đây.

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. Mũ trùm đầu chỉ là một khuôn mẫu để tạo ra các lớp PCB. Một tấm che che phủ photoresist trên PCB ngăn không cho một số khu vực của photoresist lộ ra ngoài cho đến khi photoresist tiếp xúc với tia UV. These areas, which are covered with photoresist, will become wiring. Other bare copper parts to be etched after photoresist development. The etching process may involve dipping the board into the etching solvent or spraying the solvent onto the board. Thường được sử dụng làm dung môi ăn mòn sử dụng clorua sắt, v.v. After etching, remove the remaining photoresist.

1. Chiều rộng và dòng điện của dây

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).

Khi độ dày của lá đồng khoảng 50um, chiều rộng dây là 1 ~ 1.5mm (60mil) = 2A

Mặt bằng chung nói chung là 80 triệu, nhất là đối với các ứng dụng có vi xử lý.

2. Tần số của bo mạch tốc độ cao là bao nhiêu?

Khi thời gian tín hiệu tăng / giảm “3 ~ 6 lần thời gian truyền tín hiệu, nó được coi là tín hiệu tốc độ cao.

Đối với các mạch kỹ thuật số, điều quan trọng là phải xem xét độ dốc của tín hiệu, thời gian nó tăng và giảm,

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! – – – – – – cụ thể là! 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. xếp chồng và phân lớp pCB

The four – layer plate has the following stacking sequence. Những ưu điểm và nhược điểm của các loại cán mỏng khác nhau được giải thích dưới đây:

Trường hợp đầu tiên phải là lớp tốt nhất trong bốn lớp. 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. Tuy nhiên, trường hợp đầu tiên không thể sử dụng khi mật độ bảng tương đối cao. Bởi vì khi đó, tính toàn vẹn của lớp đầu tiên không được đảm bảo, và tín hiệu của lớp thứ hai kém hơn. 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. Từ cấu trúc của bo mạch, nó không phù hợp với thiết kế mạch kỹ thuật số tốc độ cao. Rất khó để duy trì trở kháng công suất thấp trong cấu trúc này. Take a plate 2 mm as an example: Z0=50ohm. To line width of 8mil. Copper foil thickness is 35цm. Vậy lớp tín hiệu và giữa hệ tầng là 0.14mm. 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. S2. EMI che chắn. 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. Kết hợp trở kháng

Biên độ của tín hiệu điện áp phản xạ được xác định bởi hệ số phản xạ nguồn ρ S và hệ số phản xạ tải ρL

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

Trong phương trình trên, nếu RL = Z0, hệ số phản xạ tải ρL = 0. Nếu RS = Z0 hệ số phản xạ cuối nguồn ρS = 0.

Vì trở kháng đường truyền thông thường Z0 nên thường đáp ứng các yêu cầu là 50 ω 50 ω, và trở kháng tải thường nằm trong hàng nghìn ôm đến hàng chục nghìn ôm. Do đó, rất khó để nhận ra sự phù hợp trở kháng ở phía tải. However, because the signal source (output) impedance is usually relatively small, roughly in the tens of ohms. Do đó, việc thực hiện kết hợp trở kháng tại nguồn dễ dàng hơn nhiều. If a resistor is connected at the load end, the resistor will absorb part of the signal to the detriment of transmission (my understanding). Khi dòng ổ đĩa 24mA tiêu chuẩn TTL / CMOS được chọn, trở kháng đầu ra của nó là khoảng 13 ω. If the transmission line impedance Z0=50 ω, then a 33 ω source-end matching resistor should be added. 13 ω +33 ω =46 ω (approximately 50 ω, weak underdamping helps signal setup time)

When other transmission standards and drive currents are selected, the matching impedance can be different. Trong thiết kế mạch và logic tốc độ cao, đối với một số tín hiệu chính, chẳng hạn như đồng hồ, tín hiệu điều khiển, chúng tôi khuyến nghị rằng phải thêm điện trở phù hợp với nguồn.

Bằng cách này, tín hiệu được kết nối sẽ bị phản xạ trở lại từ phía tải, vì trở kháng nguồn trùng khớp, tín hiệu phản xạ sẽ không bị phản xạ trở lại.