PCB技術 - 現在のPCBボードと常識を議論する

PCBボードは、単層ボードに分割することができる, 二層板及び多層板. PCBには様々な電子部品が集積化されている. 最も基本的な単層PCBについて, 部品は片面に集中している, そして、ワイヤーは反対側に集中します. このように, ピンが板を向こう側に通るように板に穴をあけなければならない, それで、部品のピンは反対側にはんだ付けされる. このため, このようなPCBの前面及び裏面をそれぞれ呼ぶ PCBコンポーネント 側 PCB半田側 (（ソルダーサイド）). PCBダブルボードは、互いに2つの単層ボードの組み合わせと見なされる. 基板の両側には電子部品や配線がある. 時々、1つの側に1本のワイヤーを板の反対側に接続する必要があります, が必要です. ビアは、PCB上に金属で満たされた、または金属で覆われた小さな穴である, 両脇の針金で接続できる. 多くのコンピュータ・マザーボードは、4層または6層のPCBボードさえ使用します, グラフィックカードは一般的に. 

nvidiageforce 4 tiシリーズのような多くのハイエンドグラフィックスカードは、8層のPCBボードを使用します. いわゆる多層基板. 様々な層間のラインを接続する問題も、多層PCB上で遭遇するであろう, また、ビアを通して達成することもできます. 多層PCBボードなので, 時々、ビアはPCBボード全体を貫通する必要はない. そのようなバイアはBuriedviasと盲目と呼ばれます, 彼らはほんの数層しか浸透しないから. ブラインド穴は、内部PCBのいくつかの層を表面PCBに接続することである, 全体の板を貫通することなく. 埋込みビアは内部PCBにのみ接続される, だから表面から見えない. 多層PCBで, 層全体が接地線及び電源に直接接続される. そこで層を信号層として分類する, 電力層または接地層. PCB上の部品が異なる電源を必要とするなら, このタイプのPCBは、通常、2つ以上の層のパワーとワイヤを有する. 使用するPCB層が多い, 費用が高い. もちろん, PCBボードのより一層の使用は、信号安定性を提供するのに非常に役立つ.

プロのPCBボード生産プロセスは非常に複雑で、例として4層PCBボードを取る。メインボードPCBは、ほとんど4層です。製造時には、2つの中間層を圧延、切断、エッチング、酸化する。つの層は、コンポーネント表面、パワー層、接地層、およびはんだ圧力層である。これらの4つの層を一緒に置き、マザーボードのPCBにそれらをロールバックします。その後、パンチとスルーホールを作る。洗浄後、印刷、銅、エッチング、テスト、はんだマスク、回路の外側の2つの層にシルクスクリーン。最後に、PCB（多くのマザーボードを含む）全体がマザーボードPCBにスタンプされて、次にテストを通過した後に真空包装されます。

PCB製造工程中に銅の皮膚が十分に敷かれていない場合には、短絡または容量の影響（干渉を起こしやすい）を容易に意味している緩いボンディングが存在する。PCB上のビアも注意しなければならない。穴が真ん中になければ、片側には不均一なマッチングが発生します。あるいは、中間層の電源層や接地層に接触しやすくなります。

銅配線工程

最初のステップは、部品間の配線を確立することです。金属膜上に作動膜を表現するためにネガフィルム転写法を使用した。この技術は、銅箔の薄層を全面に拡散し、過剰を排除する技術である。補助的な転送は、より少ない人々が使うもう一つの方法です。必要に応じて銅線を敷設する方法ですが、ここでは話しません。ポジ型フォトレジストは増感剤でできており、照明下で溶解する。銅表面上のフォトレジストを処理する多くの方法があるが、最も一般的な方法は、それを加熱し、フォトレジストを含む表面上にロールバックすることである。また、液体の方法でヘッドにスプレーすることができますが、ドライフィルムのタイプは、より高い解像度を提供し、また、細いワイヤを生成することができます。フードはちょうど製造のPCB層のためのテンプレートです。PCBボード上のフォトレジストがUV光にさらされる前に、それをカバーしている光遮蔽は、一部の領域のフォトレジストがさらされるのを防ぐことができる。フォトレジストで覆われた領域が配線となる。フォトレジストを現像した後、他の裸の銅部分をエッチングする。エッチングプロセスは、基板をエッチング溶媒に浸漬したり、基板上に溶媒を噴霧することができる。一般的にエッチング溶媒としては塩化第二鉄などが用いられる。エッチング後、残ったフォトレジストを除去する。

1.配線幅と電流

一般的に、幅は0.2 mm未満であるべきである（8ミル）

高密度で高精度のpcbsでは，ピッチと線幅は一般的に0 . 3 mm（12 mil）である。

銅箔の厚さが約50μmのとき、ワイヤ幅は1～1インチ2インチ1.5 mm（60ミル）＝2 Aである

一般的な領域は80 milであり、マイクロプロセッサを用いた用途により多くの注意を払うべきである。

2.高速ボードの周波数はどれくらいですか。

信号の立ち上がり／立ち下がり時間が信号伝送時間の3〜6倍以下であれば高速信号とする。

ディジタル回路では、信号エッジの急峻性、すなわち信号の立ち上がり及び立ち下がり時間を調べることが重要である。

非常に古典的な本の“高速Digtalデザイン”の理論によると、信号が10 %から90 %に上昇する時間は、高速信号であるワイヤ遅延の6倍未満である！すなわち、エッジが急峻であれば、8 kHz方形波でも高速信号であり、配線時に伝送線路理論を使用する必要がある。

3.電源コード及び接地線レイアウトの注意

電源コードは、できるだけ短く、直線で、なるべくならループよりむしろ木の形でなければなりません。

グラウンドループ問題:ディジタル回路, 接地ループに起因する接地ループは数ミリボルトである, TTLの干渉防止閾値が1である間.2 V, そして、CMOS回路は、1に達することができます/2電源電圧., 即ち, 接地線の循環は回路の動作に悪影響を与えない. 反対に, 接地線が閉じられていない場合, その問題はさらに大きくなるだろう, それが働いているとき、デジタル回路によって、生成されるパルスパワー電流が各々のポイントの接地電位がアンバランスである原因になるので. 2 GSPSオシロスコープによる測定, 接地電流パルス幅は7 ns）。 大きなパルス電流の影響下で, if a branch ground wire (line width 25mil) is used, 接地線間の電位差は100ミリボルトのレベルに達する. グランドループ採用後, パルス電流は接地線の様々な点に散乱される, これは回路との干渉の可能性を大いに減少させる. 閉じた接地線の使用, 各デバイスの接地線間の測定された最大瞬間電位差は、非閉接地線の1／2〜1／5である. もちろん, 異なる密度と速度の回路基板の測定データは非常に異なっている. 私が上記したものは、Protel 99 SEに付けられるZ 80デモボードのレベルについてです;低周波用 PCBアナログ回路, 接地線の後の仕事は閉ざされた周波数干渉がスペースから誘導されると思います, いずれにしてもシミュレートできず、計算できない. 接地線が閉じられていない場合, 接地線渦電流は発生しない. Beckhamtaoのいわゆる「しかし、接地線の力の周波数誘導電圧は、より大きくなります。」.プロジェクト, 精密圧力計, 14ビットのAを使用します/三次元コンバータ, しかし、実際の測定値は. アフター調査, 地上に15 mVp - pの電力周波数干渉がある. 解決策は、分割後のPCBのアナログ接地ループを使用することである, フロントエンドセンサーからAへの接地線/Dはフライングリード付きブランチに分布する. 後, 量産モデルPCBはフライングリードに従って再生産される, 問題はない. 番目の例では, 友人は熱を持っていて、一人でアンプをダイヤルするのが好きです, しかし、常に出力にハミング音があります. 私は、それが問題を解決するためにグランドループを切ることを提案します. その後, この男は何百もの「Hi - Fi有名な機械」PCB図に相談して、機械のどれもアナログ部分でグラウンドループを使用しなかったことを確認しました.