Teknik PCB - Pengetahuan asas papan sirkuit PCB-desain proses PCB

Pengetahuan asas papan sirkuit PCB-desain proses PCB

Papan sirkuit dicetak (PCB) akan muncul dalam hampir setiap peranti elektronik. Jika ada bahagian elektronik dalam peranti tertentu, mereka semua diletak pada PCB saiz yang berbeza. Selain menentukan berbagai bahagian kecil, fungsi utama PCB adalah untuk menyediakan sambungan elektrik antara bahagian atas. Semasa peranti elektronik menjadi semakin kompleks, semakin banyak bahagian diperlukan, dan sirkuit dan bahagian pada PCB semakin padat. PCB piawai kelihatan seperti ini. Papan kosong (tiada bahagian di atasnya) juga sering dipanggil "Papan Kawalan Cetak (PWB)".

Plat asas papan itu sendiri dibuat dari bahan yang disisolasi dan disisolasi panas, dan tidak mudah untuk mengelilingi. Material sirkuit kecil yang boleh dilihat di permukaan adalah foil tembaga. Fol tembaga pada awalnya ditutup di seluruh papan, tetapi sebahagian daripada ia telah dicetak keluar semasa proses penghasilan, dan sebahagian yang tersisa menjadi rangkaian garis-garis kecil. . Garis-garis ini dipanggil corak konduktor atau wayar, dan digunakan untuk menyediakan sambungan sirkuit untuk bahagian-bahagian pada PCB.

Untuk memperbaiki bahagian-bahagian pada PCB, kita menyelidiki pin mereka secara langsung pada kawat. Pada PCB yang paling asas (panel tunggal), bahagian-bahagian berkoncentrasi di satu sisi, dan wayar berkoncentrasi di sisi lain. Dalam kes ini, kita perlu membuat lubang di papan supaya pins boleh melewati papan ke sisi lain, jadi pins bahagian-bahagian disediakan ke sisi lain. Kerana ini, sisi depan dan belakang PCB dipanggil Sisi Komponen dan Sisi Solder.

Jika ada beberapa bahagian pada PCB yang perlu dibuang atau dipasang semula selepas produksi selesai, maka soket (Soket) akan digunakan apabila bahagian dipasang. Oleh kerana soket ditujukan secara langsung ke papan, bahagian-bahagian boleh dipasang dan dikumpulkan sesuai kehendak. Dilihat di bawah ialah soket ZIF (Kekuatan Sisip Zero), yang membenarkan bahagian (di sini rujuk ke CPU) untuk diseret dengan mudah ke dalam soket atau dibuang. Rod penyesuaian di sebelah soket boleh diselesaikan selepas anda masukkan bahagian.

Jika anda mahu sambung dua PCB satu sama lain, kita biasanya menggunakan sambungan pinggir yang biasanya dikenali sebagai "jari emas". Terdapat banyak pads tembaga terkena pada jari emas, yang sebenarnya adalah sebahagian dari kawat PCB. Secara umum, apabila menyambung, kita masukkan jari emas pada satu PCB ke slot yang sesuai pada PCB yang lain (biasanya dipanggil slot pengembangan Slot). Dalam komputer, papar kad, kad bunyi, atau kad antaramuka lain yang sama disambung ke papan emas dengan jari emas.

Hijau atau coklat pada PCB adalah warna topeng askar. Lapisan ini adalah lapisan pelindung yang mengisolasi, yang boleh melindungi wayar tembaga dan mencegah bahagian-bahagian tersebut ditujukan ke tempat yang salah. Lapisan skrin sutra akan dicetak pada topeng askar. Biasanya perkataan dan simbol (kebanyakan putih) dicetak pada ini untuk menandakan kedudukan setiap bahagian pada papan. Permukaan cetakan skrin juga dipanggil permukaan legenda.

Kami baru saja menyebutkan bahawa pada PCB yang paling asas, bahagian-bahagian berkoncentrasi di satu sisi, dan wayar berkoncentrasi di sisi lain. Kerana wayar hanya muncul di satu sisi, kita memanggil jenis PCB ini satu sisi (satu sisi). Kerana papan satu sisi mempunyai banyak keterangan ketat pada desain sirkuit (kerana hanya ada satu sisi, kawat tidak boleh menyeberangi dan mesti berada di sekitar laluan terpisah), jadi hanya sirkuit awal menggunakan jenis papan ini.

Papan Dua Sisi Ini jenis papan sirkuit mempunyai kabel di kedua-dua sisi. Bagaimanapun, untuk menggunakan wayar di kedua-dua sisi, mesti ada sambungan sirkuit yang betul antara kedua-dua sisi. Jenis ini "jambatan" antara sirkuit dipanggil melalui. Sebuah laluan adalah lubang kecil yang dipenuhi atau dikelilingi logam pada PCB.

Ia boleh disambungkan dengan wayar di kedua-dua sisi. Kerana kawasan panel ganda dua kali lebih besar daripada kawasan panel tunggal, dan kerana kawat boleh bersambung (ia boleh terluka ke sisi lain), ia lebih sesuai untuk digunakan dalam sirkuit yang lebih rumit daripada panel tunggal.

Papan Lapisan Berbilang Papan berbilang lapisan menggunakan beberapa papan dua sisi, dan lapisan pengasingan ditempatkan diantara setiap papan dan kemudian melekat (ditekan). Bilangan lapisan papan bermakna terdapat beberapa lapisan kawat independen. Biasanya bilangan lapisan adalah bahkan dan mengandungi dua lapisan paling luar. Kebanyakan papan ibu mempunyai 4 hingga 8 lapisan struktur, tetapi secara teknikal ia mungkin untuk mencapai hampir 100 lapisan papan PCB. Kebanyakan superkomputer besar menggunakan papan induk berbilang lapisan, tetapi kerana jenis komputer ini sudah boleh diganti oleh kumpulan banyak komputer biasa, papan super berbilang lapisan telah secara perlahan berhenti digunakan. Kerana lapisan dalam PCB adalah terintegrasi dengan ketat, umumnya tidak mudah untuk melihat nombor sebenar, tetapi jika anda melihat dekat papan ibu, anda mungkin boleh melihatnya.

Melalui yang baru kita sebut, jika dipakai pada papan dua sisi, ia mesti menembus seluruh papan. Bagaimanapun, dalam papan berbilang lapisan, jika anda hanya mahu sambung beberapa baris, vias mungkin membuang beberapa ruang baris dalam lapisan lain. Teknologi vias terkubur dan vias buta boleh menghindari masalah ini kerana mereka hanya menembus beberapa lapisan. Lubang buta adalah untuk menyambung beberapa lapisan PCB dalaman ke PCB permukaan, tanpa perlu menembus seluruh papan. Via terkubur hanya menyambung ke PCB dalaman, sehingga ia tidak dapat dilihat dari permukaan.

Dalam PCB berbilang lapisan, seluruh lapisan tersambung secara langsung ke wayar tanah dan bekalan kuasa. Jadi kita klasifikasikan setiap lapisan sebagai lapisan isyarat, lapisan kuasa atau lapisan tanah. Jika bahagian pada PCB memerlukan bekalan kuasa yang berbeza, jenis PCB ini biasanya mempunyai lebih dari dua lapisan kuasa dan wayar. Teknologi pakej bahagian

Melalui Teknologi Lubang Letakkan bahagian-bahagian di satu sisi papan dan solder pins di sisi lain. Teknologi ini dipanggil "Melalui Teknologi Lubang (THT)" pakej. Bahagian semacam ini akan mengambil banyak ruang, dan lubang mesti dibuang untuk setiap pin. Jadi pins mereka sebenarnya mengambil ruang di kedua-dua sisi, dan kongsi tentera juga relatif besar. Tetapi pada sisi lain, bahagian THT lebih baik daripada bahagian SMT (Surface Mounted Technology, surface mount technology), dan struktur sambungan dengan PCB lebih baik. Kita akan bercakap tentang ini nanti. Soket seperti kabel rata dan antaramuka yang sama perlu dapat menahan tekanan, jadi biasanya mereka semua pakej THT.

Teknologi Terlekap Surface (Teknologi Terlekap Surface) Teknik ini tidak perlu menyelidiki setiap pin, tetapi lubang bor dalam PCB.

Bahkan bahagian yang diletak di permukaan boleh disewelded di kedua-dua sisi. SMT juga lebih kecil daripada bahagian THT. Berbanding dengan PCB menggunakan bahagian THT, PCB menggunakan teknologi SMT mempunyai bahagian yang lebih padat. Bahagian pakej SMT juga murah dari THT. Jadi ia tidak mengejutkan bahawa kebanyakan PCB hari ini adalah SMT.

Kerana kongsi dan bahagian tentera mempunyai pins yang sangat kecil, ia sangat sukar untuk solder secara manual. Tetapi jika anda mempertimbangkan bahawa kumpulan semasa adalah sepenuhnya automatik, masalah ini hanya akan berlaku apabila memperbaiki bahagian. Rancangan Flow - Dalam rancangan PCB, sebenarnya, sebelum kabel rasmi, ia perlu melalui langkah yang sangat panjang. Berikut adalah proses reka utama:Spesifikasi sistemFirst, we must first plan out the various system specifications of the electronic equipment. Termasuk fungsi sistem, batasan kos, saiz, keadaan operasi, dan sebagainya. Diagram blok fungsi sistem Seterusnya, diagram blok fungsi sistem mesti dibuat. Hubungan antara kuasa dua juga mesti ditandai. Bahagikan sistem ke beberapa PCBsIf the system is divided into several PCBs, not only the size can be reduced, but also the system has the ability to upgrade and exchange parts. Diagram blok fungsi sistem menyediakan dasar bagi bahagian kita. Contohnya, komputer boleh dibahagi menjadi papan ibu, kad grafik, kad bunyi, pemacu cakera cakera, bekalan kuasa, dan sebagainya. Putuskan kaedah pakej dan saiz setiap PCB.Apabila teknologi dan bilangan sirkuit yang digunakan dalam setiap PCB ditentukan, langkah berikutnya adalah untuk menentukan saiz papan. Jika rancangan terlalu besar, teknologi pakej mesti diubah atau dibahagi semula. Apabila memilih teknologi, kualiti dan kelajuan diagram sirkuit juga mesti dianggap. Lukis diagram skematikThe outline drawing should show the details of the interconnection between the parts. Semua PCB dalam sistem mesti dikesan. Sekarang, CAD (Design Bantuan Komputer) kebanyakan digunakan. Contoh berikut adalah menggunakan desain CircuitMakerTM. Diagram Skema PCBSimulation operation of preliminary design To ensure that the designed circuit diagram can work normally, this must be simulated once with computer software. Jenis perisian ini boleh baca lukisan desain dan papar operasi sirkuit dalam banyak cara. Ini lebih efisien daripada membuat sampel PCB dan kemudian mengukur secara manual.Letakkan bahagian pada PCB

Cara tempat bahagian ditentukan berdasarkan bagaimana ia tersambung. Mereka mesti tersambung ke laluan dengan cara yang paling efisien. Yang disebut wayar efisien adalah semakin pendek wayar dan semakin sedikit lapisan melalui (ia juga mengurangi bilangan vias), semakin baik, tetapi kita akan menyebutkan isu ini lagi apabila kita sebenarnya wayar. Berikut adalah bagaimana bas dijalankan pada PCB. Untuk setiap bahagian mempunyai kawat yang sempurna, kedudukan penempatan adalah sangat penting. Uji kemungkinan kabel dan operasi betul pada kelajuan tinggiPart of the current computer software can check whether the positions of the various parts can be connected correctly, or check whether it can operate correctly under high-speed operation. Langkah ini dipanggil mengatur bahagian, tetapi kita tidak akan mempelajarinya terlalu dalam. Jika ada masalah dengan desain sirkuit, anda boleh mengatur semula kedudukan bahagian sebelum mengeksport sirkuit di tempat. Sirkuit eksport pada PCBThe connections in the overview map will now be made on the spot as wiring. Langkah ini biasanya secara automatik, tetapi secara umum, beberapa bahagian perlu diubah secara manual. Di bawah ialah templat wayar papan dua lapisan. Garis merah dan biru berdasarkan mewakili lapisan bahagian dan lapisan askar PCB. Teks putih dan kuasa dua mewakili tanda pada permukaan cetakan skrin. Titik merah dan bulatan mewakili lubang latihan dan lubang pilot. Di sebelah kanan, kita boleh melihat bahawa ada jari emas di permukaan tentera PCB. Komposisi terakhir PCB ini biasanya dipanggil kerja seni. Setiap rancangan mesti sesuai dengan set peraturan, seperti ruang minimum yang disimpan antara baris, lebar baris minimum, dan keterangan praktik lain yang sama. Peraturan ini berbeza mengikut faktor seperti kelajuan sirkuit, kekuatan isyarat yang dihantar, sensitiviti sirkuit kepada konsumsi kuasa dan bunyi, dan kualiti bahan-bahan dan peralatan penghasilan. Jika intensiti semasa meningkat, tebal wayar juga mesti meningkat. Untuk mengurangi biaya PCB, sementara mengurangi bilangan lapisan, kita juga perlu memperhatikan sama ada peraturan ini masih sesuai. Jika struktur dengan lebih dari 2 lapisan diperlukan, maka lapisan kuasa dan lapisan tanah biasanya digunakan untuk mencegah isyarat penghantaran pada lapisan isyarat diserang, dan ia boleh digunakan sebagai penyamaran perlindungan untuk lapisan isyarat. Ujian sirkuitIn order to confirm that the circuit can function normally after the wire, it must pass the final test. Ujian ini juga boleh memeriksa untuk sambungan yang salah, dan semua sambungan mengikut garis luar. Cipta fail produksi Kerana terdapat banyak alat CAD untuk desain PCB, penghasil mesti mempunyai fail yang memenuhi piawai sebelum mereka boleh menghasilkan papan. Terdapat beberapa spesifikasi piawai, tetapi yang paling biasa digunakan adalah spesifikasi fail Gerber. Satu set fail Gerber termasuk paparan rancangan setiap isyarat, kuasa dan lapisan tanah, paparan rancangan lapisan topeng askar dan permukaan cetakan skrin, dan fail yang ditentukan seperti pengeboran, pemilihan dan meletakkan.