Technologie PCB - Discuter de la conception actuelle de PCB et du bon sens

La carte PCB peut être divisée en une seule couche, une double couche et une carte PCB multicouche. Divers composants électroniques sont intégrés dans le PCB. Sur le PCB monocouche le plus basique, les pièces sont concentrées d'un côté et les fils de l'autre. De cette façon, nous devons faire des trous dans la carte afin que les broches puissent traverser la carte pour atteindre l'autre côté afin que les broches de la pièce puissent être soudées de l'autre côté. Pour cette raison, la face avant et la face arrière d'un tel PCB sont appelées respectivement côté élément PCB et côté brasure PCB.

Une carte PCB bicouche peut être considérée comme une combinaison de deux cartes monocouches l'une par rapport à l'autre. Les deux côtés de la carte ont des composants électroniques et le câblage. Il est parfois nécessaire de connecter un seul fil d'un côté à l'autre de la carte, ce qui nécessite un visa. Les surperforations sont de petits trous remplis ou revêtus de métal sur un PCB qui peuvent être connectés à des fils des deux côtés. De nombreuses cartes mères d'ordinateurs utilisent maintenant des cartes PCB à 4 ou même 6 couches, tandis que les cartes graphiques utilisent généralement des cartes PCB à 6 couches. De nombreuses cartes graphiques haut de gamme, telles que la série nvidiageforce4ti, utilisent une carte PCB à 8 couches. C'est ce qu'on appelle une carte PCB multicouche. Des problèmes de connexion de lignes entre différentes couches peuvent également être rencontrés sur des PCB multicouches, ce qui peut également être réalisé par des trous de passage. Parce qu'il s'agit d'une carte PCB multicouche, il est parfois inutile de traverser la carte PCB entière. Ces porosités sont appelées porosités implicites et borgnes car elles ne pénètrent que dans quelques couches. Un trou borgne est la connexion de plusieurs couches de PCB interne à un PCB de surface sans avoir à pénétrer dans toute la carte. Les trous enterrés ne sont connectés qu'au PCB interne et ne sont donc pas visibles de la surface. Dans un PCB multicouche, la couche entière est directement connectée au fil de terre et à l'alimentation. Nous avons donc divisé ces couches en couches de signal, de puissance ou de terre. Si les pièces sur un PCB nécessitent une alimentation différente, ce type de PCB a généralement plus de deux couches d'alimentation et de fils. Plus vous utilisez de couches de PCB, plus elles coûtent cher. Bien sûr, l'utilisation d'une carte PCB avec plus de couches est très utile pour assurer la stabilité du signal.

Le processus de production professionnel de carte PCB est assez complexe, prenez la carte PCB à 4 couches comme exemple. Carte mère PCB est principalement 4 couches. Lors de la fabrication, les deux couches intermédiaires sont laminées, découpées, gravées et oxydées. Ces quatre couches sont la surface du composant, la couche d'alimentation, la couche de terre et la couche de pression de soudure. Mettez ces 4 couches ensemble, puis roulez - les dans un PCB de carte mère. Puis perforer. Circuit extérieur à deux couches après nettoyage, impression, cuivre plaqué, gravure, test, soudage par résistance, sérigraphie. Enfin, l'ensemble du PCB (y compris de nombreuses cartes mères) est embouti dans un PCB de carte mère, qui est emballé sous vide après avoir passé le test. Si la peau de cuivre n'est pas bien posée lors de la fabrication du PCB, une liaison lâche se produit, ce qui peut facilement suggérer un court - circuit ou un effet capacitif (susceptible de créer des interférences). Il est également important de prêter attention à la porosité excessive sur le pcb.si le trou n'est pas au milieu, mais sur un côté, il y aura une correspondance inégale ou un accès facile à la couche d'alimentation ou à la couche de terre au milieu, ce qui entraînera un court - circuit potentiel ou un mauvais facteur de Mise à la terre.

Processus de câblage en cuivre

La première étape consiste à établir le câblage entre les pièces. Nous utilisons la méthode de transfert négatif pour exprimer un film de travail sur un conducteur métallique. Cette technique consiste à étaler une fine couche de feuille de cuivre sur toute la surface et à éliminer l'excès de feuille de cuivre. Les transferts complémentaires sont une autre méthode moins utilisée. C'est une façon de poser du fil de cuivre seulement là où c'est nécessaire, mais nous n'en parlerons pas ici. Les photorésists positifs sont fabriqués à partir de sensibilisateurs qui se dissolvent à la lumière. Il existe de nombreuses façons de traiter la colle photolithographique sur une surface de cuivre, mais la méthode la plus courante consiste à chauffer et à rouler sur une surface contenant de la colle photolithographique. Il peut également être pulvérisé de manière liquide sur la buse, mais le type de film sec offre une résolution plus élevée et permet également de produire des fils plus minces. Le capot est simplement un modèle pour la couche PCB dans la fabrication. Avant que le photoadhésif sur la carte PCB ne soit exposé à la lumière ultraviolette, un pare - soleil qui le recouvre empêche l'exposition du photoadhésif dans certaines zones. Ces zones recouvertes de colle photolithographique deviendront le câblage. Après le développement de la photorésist, d'autres pièces en cuivre dénudées seront gravées. Le procédé de gravure peut immerger la plaque dans le solvant de gravure ou pulvériser le solvant sur la plaque. Le chlorure ferrique, etc., est généralement utilisé comme solvant de gravure. Après gravure, le reste de la photorésist est retiré.

1. Largeur de câblage et courant

En général, la largeur ne doit pas être inférieure à 0,2 mm (8 Mil)

Sur les PCB haute densité et haute précision, l'espacement et la largeur de ligne sont généralement de 0,3 mm (12 mil).

Lorsque l'épaisseur de la Feuille de cuivre est d'environ 50 µm, la largeur du fil est de 1 ½ 1,5 mm (60 mil) = 2A

La zone commune est généralement de 80 mil et une plus grande attention devrait être accordée aux applications utilisant un microprocesseur.

2. Quelle est la fréquence de la carte PCB haute vitesse?

Lorsque le temps de front montant / descendant du signal est inférieur à 3 ~ 6 fois le temps de transmission du signal, il est considéré comme un signal à grande vitesse.

Pour les circuits numériques, la clé est de regarder la raideur des bords du signal, c'est - à - dire le temps de montée et de descente du signal.

Selon la théorie d'un livre très classique, High Speed Digital Design, le signal passe de 10% à 90% du temps avec moins de 6 fois la latence du fil, et c'est le signal haute vitesse!

- C'est - à - dire, même une onde carrée de 8 kHz. Tant que les bords sont assez raides, le signal est également un signal à grande vitesse et la théorie de la ligne de transmission doit être utilisée lors du câblage.

3. Note sur la disposition du cordon d'alimentation et du fil de terre

Le cordon d'alimentation doit être aussi court que possible, en ligne droite, de préférence en forme d'arbre plutôt qu'en forme d'anneau.

Problème de boucle de terre: pour un circuit numérique, la boucle de terre induite par la boucle de terre est de quelques dizaines de millivolts, alors que le seuil d'anti - interférence du TTL est de 1,2 V, le circuit CMOS pouvant atteindre 1 / 2 de la tension d'alimentation, C'est - à - dire que la circulation de la ligne de masse n'affecte en rien le fonctionnement du circuit. Inversement, si la ligne de masse n'était pas fermée, le problème serait d'autant plus grand que le courant de puissance pulsé généré par le circuit numérique lors de son fonctionnement provoquerait un déséquilibre du potentiel de la terre en chaque point. Mesuré avec un oscilloscope 2gsps, la largeur d'impulsion du courant de terre est de 7NS). Sous l'impact d'un courant impulsionnel important, la différence de potentiel entre les lignes de terre atteindra un niveau de 100 millivolts si une ligne de terre ramifiée (largeur de ligne 25 mil) est utilisée.

Après l'adoption de la boucle de mise à la terre, le courant pulsé est dispersé à divers points de la ligne de mise à la terre, ce qui réduit considérablement la possibilité d'interférer avec le circuit. Avec une ligne de terre fermée, la différence de potentiel instantanée maximale mesurée entre les lignes de terre de chaque appareil est comprise entre un quart et un cinquième de la ligne de terre non fermée. Bien sûr, les données de mesure des cartes de différentes densités et vitesses sont très différentes. Ce que j'ai dit ci - dessus concerne le niveau de la carte de démonstration z80 connectée au Protel 99se; Pour les circuits analogiques PCB basse fréquence, je pense que les interférences de fréquence de fonctionnement après la fermeture de la ligne de masse sont causées par l'espace et ne peuvent pas être simulées et calculées de toute façon. Si le fil de terre n'est pas fermé, aucun vortex de fil de terre n'est généré. Ce que beckhamtao appelle « mais la tension induite par la fréquence de travail de la ligne de terre sera plus grande. » le manomètre de précision du projet utilise un convertisseur A / n 14 bits, mais la précision effective de la mesure réelle n’est que de 11 bits. Après enquête, il y a une interférence de fréquence d'alimentation 15mvp - P sur la ligne de mise à la terre.

La solution consiste à utiliser une boucle de mise à la terre analogique de la carte PCB. Après la segmentation, les lignes de mise à la terre du capteur frontal vers A / D sont réparties dans une branche avec des lignes volantes. Plus tard, le modèle de production de masse PCB a été copié à partir de leads de vol et jusqu'à présent, il n'y avait aucun problème. Dans le deuxième exemple, un ami aime la fièvre et allume lui - même un amplificateur, mais il y a toujours un bourdonnement à la sortie. Je suggère qu'il coupe la boucle de terre pour résoudre ce problème. Après cela, l'homme a consulté les schémas PCB de dizaines de "machines célèbres de haute fidélité" et a confirmé qu'aucune d'entre elles n'utilisait une boucle de mise à la terre dans la partie analogique.