- Discutere del design attuale del PCB e del buon senso

Le schede PCB possono essere divise in schede monostrato, schede a doppio strato e schede PCB multistrato. Vari componenti elettronici sono integrati nel PCB. Sul PCB monostrato più semplice, le parti sono concentrate su un lato e i fili sono concentrati sull'altro lato. In questo modo, dobbiamo fare fori nella scheda in modo che i perni possano passare attraverso la scheda all'altro lato, in modo che i perni delle parti siano saldati all'altro lato. Per questo motivo, i lati anteriori e posteriori di tale PCB sono rispettivamente chiamati lato componente PCB e lato saldatura PCB.

La scheda PCB a doppio strato può essere considerata come una combinazione di due schede a singolo strato l'una rispetto all'altra. Ci sono componenti elettronici e cavi su entrambi i lati della scheda. A volte è necessario collegare un singolo cavo da un lato all'altro lato della scheda, che richiede un visto. Una via è un piccolo foro riempito o rivestito di metallo sul PCB, che può essere collegato con i fili su entrambi i lati. Molte schede madri del computer ora utilizzano schede PCB a 4 strati o addirittura a 6 strati, mentre le schede grafiche generalmente utilizzano schede PCB a 6 strati. Molte schede grafiche di fascia alta come la serie nVIDIAGeForce4Ti utilizzano schede PCB a 8 strati. Questa è la cosiddetta scheda PCB multistrato. Il problema del collegamento delle linee tra i vari strati si verificherà anche su un PCB multistrato, che può essere raggiunto anche tramite vias. Poiché è una scheda PCB multistrato, a volte i vias non hanno bisogno di penetrare l'intera scheda PCB. Tali vie sono chiamate Buriedvias e Blindvias perché penetrano solo pochi strati. I fori ciechi devono collegare diversi strati di PCB interno al PCB di superficie, senza dover penetrare l'intera scheda. La via sepolta è collegata solo al PCB interno, quindi è invisibile dalla superficie. In un PCB multistrato, l'intero strato è collegato direttamente al cavo di terra e all'alimentazione elettrica. Quindi classifichiamo gli strati come strato di segnale, strato di potenza o strato di terra. Se le parti sul PCB richiedono alimentatori diversi, questo tipo di PCB di solito ha più di due strati di alimentazione e filo. Più strati PCB utilizzati, più alto è il costo. Naturalmente, l'uso di più strati di schede PCB è molto utile per fornire stabilità del segnale.

Il processo di produzione professionale della scheda PCB è abbastanza complicato, prendi come esempio una scheda PCB a 4 strati. Il PCB della scheda principale è per lo più a 4 strati. Durante la produzione, i due strati medi vengono laminati, tagliati, incisi e ossidati. I quattro strati sono la superficie del componente, lo strato di potenza, lo strato di terra e lo strato di pressione della saldatura. Mettere questi 4 strati insieme e arrotolarli in un PCB della scheda madre. Poi colpisci e fai dei buchi. Dopo la pulizia, stampa, rame, incisione, prova, maschera di saldatura, serigrafia sui due strati esterni dei circuiti. Infine, l'intero PCB (incluse molte schede madri) viene stampato in un PCB della scheda madre e quindi confezionato sottovuoto dopo aver superato il test. Se la pelle di rame non è ben posata durante il processo di produzione del PCB, ci sarà un legame allentato, che può facilmente implicare effetti di cortocircuito o capacitivi (soggetti a interferenze). Anche i vias sul PCB devono essere prestati attenzione. Se il foro non è nel mezzo, ma da un lato, si verificherà una corrispondenza irregolare, o sarà facile contattare lo strato di potenza o lo strato di terra nel mezzo, che causerà potenziali cortocircuiti o fattori di messa a terra poveri.

Processo di cablaggio in rame

Il primo passo è stabilire il cablaggio tra le parti. Usiamo il metodo di trasferimento del film negativo per esprimere il film di lavoro sul conduttore metallico. Questa tecnica consiste nel stendere un sottile strato di lamina di rame su tutta la superficie ed eliminare l'eccesso. Il trasferimento supplementare è un altro metodo che meno persone utilizzano. È un metodo per posare fili di rame solo dove necessario, ma non ne parleremo qui. Un fotoresist positivo è costituito da un sensibilizzatore, che si dissolverà sotto l'illuminazione. Ci sono molti modi per trattare il photoresist sulla superficie di rame, ma il modo più comune è riscaldarlo e rotolarlo sulla superficie contenente il photoresist. Può anche essere spruzzato sulla testa in modo liquido, ma il tipo di film secco fornisce una risoluzione più elevata e può anche produrre fili più sottili. La cappa è solo un modello per lo strato PCB nella produzione. Prima che il photoresist sulla scheda PCB sia esposto alla luce UV, lo scudo luminoso che lo ricopre può impedire che il photoresist in alcune aree venga esposto. Queste aree coperte da photoresist diventeranno cablaggio. Dopo lo sviluppo del photoresist, le altre parti di rame nudo devono essere incise. Il processo di incisione può immergere la scheda nel solvente di incisione o spruzzare il solvente sulla scheda. Generalmente usato come solvente per incisione, cloruro ferrico e simili sono utilizzati. Dopo l'incisione, il fotoresist rimanente viene rimosso.

1. Larghezza di cablaggio e corrente

Generalmente, la larghezza non dovrebbe essere inferiore a 0.2mm (8mil)

Sui PCB ad alta densità e ad alta precisione, il passo e la larghezza della linea sono generalmente 0.3mm (12mil).

Quando lo spessore della lamina di rame è di circa 50um, la larghezza del filo è 1～1.5mm (60mil) = 2A

L'area comune è generalmente di 80mil, e si dovrebbe prestare maggiore attenzione alle applicazioni con microprocessori.

2. Quanto è alta la frequenza di una scheda PCB ad alta velocità?

Quando il tempo di bordo crescente / caduta del segnale è inferiore a 3 ~ 6 volte il tempo di trasmissione del segnale, è considerato come un segnale ad alta velocità.

Per i circuiti digitali, la chiave è guardare alla ripidità del bordo del segnale, cioè il tempo di salita e caduta del segnale.

Secondo la teoria di un libro molto classico, High-Speed Digital Design il tempo per il segnale di salire dal 10% al 90% è inferiore a 6 volte il ritardo del cavo, che è un segnale ad alta velocità!

-Cioè, anche un'onda quadrata 8KHz Il segnale, finché il bordo è abbastanza ripido, è anche un segnale ad alta velocità e la teoria della linea di trasmissione deve essere utilizzata durante il cablaggio.

3. Precauzioni per il cavo di alimentazione e la disposizione del cavo di terra

Il cavo di alimentazione deve essere il più corto possibile, in linea retta, e preferibilmente a forma di albero piuttosto che ad anello.

Problema del circuito di terra: Per i circuiti digitali, il ciclo di terra causato dai cicli di terra è di decine di millivolt, mentre la soglia anti-interferenza di TTL è di 1,2V e i circuiti CMOS possono raggiungere la tensione di alimentazione di 1/2., Vale a dire, la circolazione del filo di terra non causerà effetti negativi sul funzionamento del circuito. Al contrario, se il filo di terra non è chiuso, il problema sarà ancora maggiore, perché la corrente di potenza dell'impulso generata dal circuito digitale quando funziona causerà lo squilibrio del potenziale di terra di ogni punto. Misurata da un oscilloscopio 2Gsps, la larghezza dell'impulso di corrente di terra è 7ns). Sotto l'impatto di una grande corrente di impulso, se viene utilizzato un filo di terra di ramo (larghezza della linea 25mil), la differenza di potenziale tra i fili di terra raggiungerà il livello di 100 millivolt.

Dopo l'adozione del ciclo di terra, la corrente di impulso sarà dispersa in vari punti del filo di terra, il che riduce notevolmente la possibilità di interferenze con il circuito. Utilizzando un filo di terra chiuso, la differenza di potenziale istantanea massima misurata tra i fili di terra di ogni dispositivo è da metà a un quinto del filo di terra non chiuso. Naturalmente, i dati misurati di circuiti stampati con densità e velocità diverse sono molto diversi. Quello che ho detto sopra riguarda il livello della scheda demo Z80 allegata al Protel 99SE; Per il circuito analogico PCB a bassa frequenza, penso che il lavoro dopo che il filo di terra è chiuso L'interferenza di frequenza è indotta dallo spazio, che non può essere simulata e calcolata comunque. Se il filo di terra non è chiuso, la corrente parassita del filo di terra non verrà generata. Il progetto, il manometro di precisione, utilizza un convertitore A/D a 14 bit, ma la misura effettiva ha solo una precisione effettiva di 11 bit. Dopo l'indagine, c'è interferenza di frequenza di potenza 15mVp-p sulla linea di terra.

La soluzione è utilizzare il loop di terra analogico della scheda PCB Dopo la divisione, il cavo di terra dal sensore front-end all'A / D è distribuito in un ramo con cavi volanti. Più tardi, il modello di PCB prodotto in serie viene riprodotto secondo i cavi volanti e non c'è alcun problema finora. Nel secondo esempio, un amico ama avere la febbre e DIYs un amplificatore da solo, ma c'è sempre un ronzio all'uscita. Suggerisco di tagliare il circuito di terra per risolvere il problema. Successivamente, quest'uomo consultò decine di schemi PCB "macchine famose Hi-Fi" e confermò che nessuna delle macchine utilizzava loop di terra nella parte analogica.