Che cos'è una scheda PCB?

La scheda PCB è la madre dei prodotti elettronici. Conosciuto anche come circuito stampato (PCB) o circuito stampato (PWB), è un fornitore di connessioni elettriche per componenti elettronici. È un componente elettronico che utilizza la stampa elettronica per incidere sulla superficie del laminato rivestito di rame isolato e non vincolante, lasciando una rete di piccoli circuiti in modo che vari componenti elettronici possano formare una connessione a circuito predeterminata e raggiungere la funzione di trasmissione del relè tra componenti elettronici. La maggior parte delle apparecchiature e dei prodotti elettronici devono essere dotati di una scheda PWB.

I circuiti stampati sono spesso indicati come PWB e hanno anche molte persone chiamate substrato PCB. Poiché il circuito stampato non è un prodotto terminale generale, la definizione del nome è leggermente confusa. Ad esempio, la scheda madre per i personal computer è chiamata scheda madre e non può essere chiamata direttamente scheda circuito. Anche se ci sono schede di circuito nella scheda madre, non sono le stesse, quindi quando si valuta il settore, le due sono correlate ma non si può dire che siano le stesse. Un altro esempio: poiché ci sono componenti di circuito integrati montati sul circuito stampato, i media di notizie lo chiamano scheda IC, ma in realtà non è equivalente a una scheda di circuito stampato. Di solito diciamo che il circuito stampato si riferisce alla scheda nuda-che il circuito senza componenti superiori.

Secondo il numero di strati di scheda elettronica, può essere diviso in schede di circuito multistrato, a doppio strato, a quattro strati, a sei strati e in altri circuiti multistrato. E continuare a sviluppare nella direzione di alta precisione, alta densità e alta affidabilità. Il continuo restringimento del volume, la riduzione dei costi e il miglioramento delle prestazioni hanno permesso ai circuiti stampati di mantenere una forte vitalità nello sviluppo dei futuri prodotti elettronici. La tendenza di sviluppo futura della tecnologia di produzione PWB è quella di svilupparsi nella direzione di alta densità, alta precisione, apertura fine, filo sottile, passo piccolo, alta affidabilità, multistrato, trasmissione ad alta velocità, leggerezza e sottigliezza nelle prestazioni.

PCB

Secondo la distribuzione dei circuiti stampati

Substrato PCB monolato

Il singolo strato è su un substrato isolante con uno spessore di 0,2-5mm, solo una superficie è coperta con foglio di rame e un circuito stampato è formato sul substrato mediante stampa e incisione. Il singolo pannello è semplice da fabbricare e facile da montare. È adatto ai requisiti di un circuito, come radio, televisori, ecc. Non è adatto per occasioni che richiedono alta densità di assemblaggio o circuiti complessi.

Substrato per PCB bifacciale

Le schede bifacciali sono circuiti stampati su entrambi i lati di un substrato isolante con uno spessore di 0,2-5mm. È adatto per prodotti elettronici con requisiti generali, quali computer elettronici, strumenti elettronici e contatori. Poiché la densità di cablaggio del circuito stampato bifacciale è superiore a quella del circuito stampato monofacciale, il volume del dispositivo può essere ridotto.

Piastra PCB multistrato

I pannelli stampati con più di 3 strati di circuiti stampati stampati su un substrato isolante sono chiamati pannelli multistrato. È una combinazione di diversi sottili pannelli singoli o doppi e il suo spessore è generalmente 1,2-2,5 mm. Per portare fuori il circuito inserito tra il substrato isolante, i fori per il montaggio dei componenti sulla scheda multistrato devono essere metallizzati, cioè viene applicato uno strato metallico alla superficie interna dei piccoli fori per collegarli con il circuito stampato inserito tra i substrati isolanti.

Classificato per natura del substrato

Substrato rigido PCB

Il PWB rigido ha una certa resistenza meccanica e le parti assemblate con esso hanno uno stato piatto. I pannelli stampati rigidi sono utilizzati nei prodotti elettronici generali.

Substrato PCB flessibile

Il PWB flessibile è realizzato in plastica morbida stratificata o altri materiali isolanti morbidi come materiale di base. Le parti di esso possono essere piegate e allungate e possono essere piegate secondo i requisiti di installazione durante l'uso. I pannelli stampati flessibili sono generalmente utilizzati in occasioni speciali. Ad esempio, lo schermo di visualizzazione di alcuni multimetri digitali può essere ruotato e schede stampate flessibili sono spesso utilizzate all'interno; schermi di visualizzazione, pulsanti dei telefoni cellulari, ecc.

Substrato PCB rigido flessibile

La nascita e lo sviluppo di FPC e PWB hanno dato vita al nuovo prodotto di pannelli flessibili e rigidi. Pertanto, il bordo rigido-flex è il circuito flessibile e il circuito rigido. Dopo la pressatura e altri processi, vengono combinati secondo i requisiti di processo pertinenti per formare una scheda elettronica con caratteristiche FPC e caratteristiche PWB.

Classificato in base al campo di applicazione

PWB può essere diviso in PCB a bassa frequenza e PCB ad alta frequenza. L'alta frequenza delle apparecchiature elettroniche è la tendenza di sviluppo, specialmente nella rete wireless e nella comunicazione satellitare di oggi, i prodotti informativi si stanno muovendo verso l'alta velocità e l'alta frequenza e i prodotti di comunicazione si stanno muovendo verso la standardizzazione di voce, video e dati di trasmissione wireless con grande capacità e alta velocità. Pertanto, la nuova generazione di prodotti ha bisogno di un circuito stampato ad alta frequenza e il substrato della lamina può essere costituito da materiali con piccola perdita dielettrica e costante dielettrica, come poliuretano, polietilene, polistirolo, tessuto di vetro politetrafluoroetilene.

Classificato dalle schede stampate speciali

Attualmente, ci sono alcune schede stampate appositamente, come il bordo stampato del nucleo metallico, il circuito stampato montato sulla superficie e il bordo stampato del film di carbonio.

Piastra PCB con nucleo metallico

Il circuito del nucleo metallico deve sostituire il bordo del panno di vetro epossidico con una piastra metallica dello stesso spessore. Dopo un trattamento speciale, i circuiti conduttori su entrambi i lati della scheda metallica sono collegati tra loro e altamente isolati dalla parte metallica. Il vantaggio del PCB del nucleo metallico è una buona dissipazione del calore e stabilità dimensionale. Questo perché i materiali magnetici come alluminio e ferro hanno un effetto schermante e possono prevenire interferenze reciproche.

Il circuito stampato a montaggio superficiale (SMB) è un genere di PWB sviluppato per soddisfare le esigenze di prodotti elettronici leggeri, sottili, corti e piccoli e con il processo di installazione di dispositivi di montaggio superficiale con densità di pin e basso costo. Il circuito stampato ha le caratteristiche di una piccola apertura, piccola larghezza e spaziatura della linea, alta precisione e requisiti elevati del substrato. Il cartone stampato del film di carbonio è un genere di cartone stampato che viene stampato con uno strato di film di carbonio dopo che il modello del conduttore è fatto sulla pellicola di rame per formare il contatto o il cavo del saltatore (il valore di resistenza soddisfa i requisiti specificati). È caratterizzato da un processo di produzione semplice, basso costo, ciclo breve, buona resistenza all'usura e conducibilità elettrica. Può realizzare l'alta densità dei singoli pannelli e miniaturizzazione e peso leggero dei prodotti. È adatto per TV, telefono, videoregistratore e organo elettronico.

Come progettare substrato PCB?

Quando si progetta un circuito stampato, sono spesso necessari molti passaggi complicati. Che si tratti delle basi della microelaborazione del rame e della saldatura o del tentativo di garantire che il PWB venga finalmente stampato, o di incontrare problemi di progettazione più specifici, come la tecnologia a foro passante o segnali di progettazione con fori passanti, pad e qualsiasi numero di layout Per problemi di integrità, è necessario assicurarsi di disporre del software di progettazione corretto. Quindi ora iPCB ti dice come progettare un pannello PCB.

1. Creare un diagramma schematico del substrato PCB

Sia che si stia generando un disegno da un modello o creando un pannello PCB da zero, è meglio iniziare con uno schema PWB. Lo schema è simile al progetto del nuovo dispositivo ed è importante capire ciò che è mostrato nello schema. Rispetto alla progettazione direttamente sul pannello PCB, non solo l'interconnessione del circuito è più facile da definire e modificare, ma è anche molto più facile convertire il diagramma schematico PWB nel layout della scheda PWB. Per i componenti, il software di progettazione del circuito stampato ha un ampio database della libreria di parti.

2. Creare un layout bianco della piastra PCB

Dopo aver creato lo schema PWB, è necessario utilizzare lo strumento di acquisizione schematica nel software di progettazione PCB per iniziare a creare il layout PCB. Prima di ciò, è necessario creare un documento PCB vuoto. Per creare un pannello PCB, è necessario generare un file PCB Doc. Questo può essere fatto facilmente dal menu principale del software di progettazione

Se la forma, le dimensioni e lo stack del PCB del pannello PWB sono stati determinati, è possibile configurarlo immediatamente. Se non vuoi eseguire queste attività ora, non preoccuparti, puoi cambiare la forma della piastra PCB in seguito. Compilando SchDoc, le informazioni schematiche possono essere utilizzate in PCB. Il processo di compilazione include la verifica della progettazione e la generazione di diversi documenti di progetto in modo da poter controllare e correggere il progetto prima di trasferirlo su PCB. Si consiglia vivamente di controllare e aggiornare le opzioni di elemento utilizzate per creare le informazioni PCB in questo momento.

Quando si progetta un pannello PWB, a volte sembra che sarà un lungo e arduo viaggio per raggiungere il design finale. Che si tratti delle basi della microelaborazione del rame e della saldatura che cercano di garantire che il PWB sia finalmente stampato, o di incontrare problemi di progettazione più specifici, come la tecnologia a foro passante o segnali di progettazione con fori passanti, pad e qualsiasi numero di layout Per problemi di integrità, è necessario assicurarsi di disporre del software di progettazione PWB corretto.

3. Catturare il diagramma schematico della scheda prototipo PCB e collegarlo al PCB

Tutti gli strumenti nel software di progettazione del substrato del prototipo PCB possono essere utilizzati in un ambiente di progettazione unificato. In questo ambiente di progettazione, lo schema, PCB e BOM sono correlati tra loro e possono essere accessibili allo stesso tempo. Altri programmi vi costringeranno a compilare manualmente i dati schematici.

4. Progettare lo stack PCB su

Quando si trasferiscono le informazioni schematiche a PCB Doc, oltre al profilo specificato della piastra PCB, verrà visualizzato anche il pacchetto del componente. Prima di posizionare i componenti, è necessario utilizzare il "Layer Stack Manager" come mostrato di seguito per definire il layout PCB (cioè forma, stack layer).

Se non hai familiarità con il design delle piastre PWB, anche se un numero qualsiasi di strati può essere definito nel software di progettazione dei pannelli PWB, la maggior parte dei progetti moderni inizierà con una scheda a 4 strati su FR4. È inoltre possibile usufruire della libreria di impilamento materiale; In questo modo, è possibile scegliere tra una varietà di laminati diversi e pannelli unici.

Se si desidera progettare un circuito stampato ad alta velocità / ad alta frequenza, è possibile utilizzare l'analizzatore di impedenza incorporato per garantire il controllo dell'impedenza nella scheda prototipo PCB. Lo strumento curva di impedenza utilizza il risolutore di campo elettromagnetico integrato di Simberian per personalizzare la geometria della traccia per raggiungere il valore di impedenza target.

Per istruzioni di riferimento più dettagliate sullo stack-up PWB, fare clic su Scarica -

5. Definire regole di progettazione e requisiti DFM

Esistono molte categorie di regole di progettazione PWB e potrebbe non essere necessario utilizzare tutte queste regole disponibili per ogni disegno. È possibile selezionare/deselezionare singole regole facendo clic con il pulsante destro del mouse sulla regola problematica nell'elenco nell'editor di regole PWB e vincoli qui sotto.

Le regole utilizzate, in particolare quelle utilizzate per la produzione, dovrebbero rispettare le specifiche e le tolleranze delle apparecchiature del produttore di PCB. I progetti avanzati come i progetti di controllo dell'impedenza e molti progetti ad alta velocità/alta frequenza possono dover seguire regole di progettazione molto specifiche per garantire che il prodotto funzioni correttamente. Controllare sempre il foglio dati dei componenti per comprendere queste regole di progettazione.

6. Posizionare i componenti sul substrato del prototipo PWB

L'attuale software di progettazione della scheda PWB mainstream offre grande flessibilità e consente di posizionare rapidamente i componenti sul circuito stampato. È possibile organizzare i componenti automaticamente o posizionarli manualmente. È inoltre possibile utilizzare queste opzioni insieme per sfruttare la velocità di posizionamento automatico e assicurarsi che il PWB sia strutturato secondo buone linee guida di posizionamento dei componenti.

7. Foro di inserimento del bordo PWB

Prima del layout PWB, è meglio posizionare fori di perforazione (montaggio e vias). Se il progetto è complesso, potrebbe essere necessario modificare almeno alcune posizioni tramite il percorso durante il processo di routing. Questo può essere fatto facilmente attraverso la finestra di dialogo "Proprietà".

La vostra preferenza qui dovrebbe seguire le specifiche di progettazione di fabbricazione (DFM) del produttore di circuiti stampati. Se sono stati definiti i requisiti DFM del PWB come regole di progettazione (vedere punto 5), il software di progettazione PWB controllerà automaticamente queste regole quando si posizionano vie, fori, pad e tracce nel layout.

8. Tracciamento del layout della piastra PWB

Dopo aver posizionato i componenti e qualsiasi altro componente meccanico, è possibile preparare il layout. Assicurarsi di utilizzare buone linee guida di cablaggio e strumenti software di progettazione PWB per semplificare il processo, come evidenziare la rete e la codifica del colore attraverso il cablaggio.

9. Aggiungere l'etichetta e l'identificatore del PWB

Dopo aver verificato il layout PWB, è possibile aggiungere etichette, identificatori, marchi, loghi o qualsiasi altra immagine sulla piastra PCB. È una buona idea utilizzare identificatori di riferimento per i componenti, in quanto questo aiuterà l'assemblaggio PWB. Inoltre, includere indicatori di polarità, indicatori pin 1 e qualsiasi altra etichetta che aiuta a identificare i componenti e il loro orientamento. Per loghi e immagini, è meglio consultare il produttore della scheda PWB per assicurarsi che i font utilizzati siano leggibili.

10. Generare il file Gerber per la progettazione del layout PCB.

Prima che il produttore di PCB possa fornire i risultati, è sempre meglio verificare il layout del PCB eseguendo un controllo delle regole di progettazione (DRC).

Dopo che la scheda PWB passa la RDC finale, è necessario generare file di progettazione per il produttore della scheda PCB. Il file di progettazione dovrebbe includere tutte le informazioni e i dati necessari per costruirlo e includere eventuali note o requisiti speciali per garantire che il produttore sia chiaro sui requisiti richiesti. Per la maggior parte dei produttori di PCB, sarai in grado di utilizzare i file Gerber, ma alcuni produttori di piastre PCB preferiscono altri formati di file CAD. Ora, sai cos'è PCB?