Công nghệ PCB - Kiến thức cơ bản về bảng mạch PCB

Kiến thức Languageơ bộ PCB thiết kế tiến trìnhBảng mạch PCB

Printed circuit board (PCB) will appear in almost every electronic device. Nếu có bộ phận điện tử trong một thiết bị nhất định, tất cả đều có gắn trên PCBCác kích cỡ khác nhau. Ngoài việc vá các bộ phận nhỏ khác nhau, chức năng chính của PCB là cung cấp kết nối điện giữa các bộ phận trên. Khi các thiết bị điện tử trở nên phức tạp hơn, Cần nhiều bộ phận hơn, và mạch điện và các bộ phận trên PCB ngày càng dày đặc. Tiêu chuẩn PCB trông như thế này. The bare board (no parts on it) is also often called "Printed Wiring Board (PWB)".

The base flax of the board itself is made of material that are isolated and heat-cách ly, và không dễ bị khuất phục. Các vật liệu nhỏ có thể nhìn thấy trên bề mặt là lá đồng.. Kim loại đồng được bọc trên toàn bộ tấm ván, nhưng một phần của nó được khắc kỹ trong quá trình sản xuất., và phần còn lại trở thành một mạng lưới các đường nhỏ. . Những đường dây này được gọi là chỉ dẫn đường, và được dùng để cung cấp các kết nối mạch cho các bộ phận trên PCB.

Để sửa các bộ phận trên PCB, chúng tôi cột đinh trực tiếp vào dây dẫn.. Về cơ bản nhất PCB ((bảng đơn)), Các phần được tập trung ở một mặt, và sợi dây đang tập trung ở phía bên kia. Trong trường hợp này, Chúng ta cần tạo ra các lỗ trên cái bảng để các chốt có thể đi qua cái bảng sang phía bên kia., Vậy là những cái kẹp của các bộ phận được Hàn tới phía bên kia. Vì cái này., phía trước và phía sau của PCB được gọi là Bàn Thành và Mặt Bán.

Nếu có phần nào trên đó PCB cần phải được tháo hay lắp lại sau khi quá trình sản xuất hoàn tất, then the socket (Socket) will be used when the part is installed. Bởi vì ổ cắm bị hàn thẳng vào tấm ván, Các bộ phận có thể được tách ra và lắp ráp theo ý muốn. Seen below is the ZIF (Zero Insertion Force) socket, which allows the parts (here refers to the CPU) to be easily inserted into the socket or removed. Bộ sửa côn cạnh ổ điện có thể được sửa sau khi chèn phần này vào..

Nếu bạn muốn kết nối hai PCBs cho nhau, chúng tôi thường sử dụng một cạnh kết nối thường được gọi là "Golden finger". Có rất nhiều miếng đệm bằng đồng ở những ngón tay vàng., mà thực sự là một phần của PCB dây. Thường, khi kết nối, chúng ta đính những ngón tay vàng lên một PCB vào đúng chỗ ở bên kia PCB ((gọi thường là dốc suất mở rộng)). Trên máy tính, bảng hiển thị, thẻ âm thanh, hay các thẻ giao diện tương tự được kết nối với bảng mẹ bằng những ngón tay vàng..

Màu xanh hoặc nâu trên PCB là màu của mặt nạ solder. Lớp này là lớp bảo vệ cách ly, có thể bảo vệ dây đồng và ngăn không cho các bộ phận được hàn đến nhầm chỗ. Một lớp màn hình lụa sẽ được in lên mặt nạ solder.. Usually words and symbols (mostly white) are printed on this to mark the position of each part on the board. Mặt quét màn hình cũng được gọi là bề mặt huyền thoại.

Chúng tôi chỉ đề cập đến PCB, Các phần được tập trung ở một mặt, và sợi dây đang tập trung ở phía bên kia. Vì sợi dây chỉ xuất hiện ở một mặt., Chúng tôi gọi loại này là PCB a single-sided (Single-sided). Because single-sided bảng have many strict restrictions on the thiết kế of the circuit (because there is only one side, the wiring cannot cross and must be around a separate path), chỉ có mạch đầu sử dụng loại bảng này.

Double-Sided Boards
This kind of circuit board has wiring on both sides. Tuy, dùng dây ở cả hai mặt, phải có một sự kết nối đúng mạch giữa hai mặt. Loại "cầu" giữa các mạch được gọi là đường. A qua là một lỗ nhỏ được lấp đầy hay phủ bằng kim loại PCB.

Nó có thể kết nối với dây ở cả hai bên. Bởi vì vùng của tấm ván đôi lớn gấp đôi so với của một tấm ván, và bởi vì dây điện có thể được nối lại (có thể bị thương ở phía bên kia), nó phù hợp với việc sử dụng trong các mạch phức tạp hơn cả tấm ván đơn.

Multi-Layer Boards
In order to increase the area that can be wired, Các ván đa lớp dùng nhiều bảng mạch đơn hay kép. Bảng đa lớp dùng vài ván hai mặt, and a layer of insulating layer is placed between each board and then glued (press-fitted). Số lớp trên tấm bảng có nghĩa là có nhiều lớp dây điện độc lập.. Thường thì số lượng các lớp đều ngang nhau và chứa hai lớp bên ngoài cùng.. Hầu hết hệ thống mẹ dùng bốn đến tám lớp cấu trúc, Nhưng về mặt kỹ thuật, có thể đạt được hàng trăm lớp PCB boards. Hầu hết siêu máy tính lớn dùng hệ thống mẹ có nhiều lớp., nhưng bởi vì những loại máy tính này có thể được thay thế bởi các cụm từ nhiều máy tính bình thường, Những tấm ván vượt mặt nhiều lớp không còn được dùng nữa. Bởi vì các lớp trong PCB chúng được sát nhập, Thường thì không dễ thấy con số thật sự, nhưng nếu bạn nhìn chặt vào tấm bảng mẹ, anh có thể thấy nó.

Cách thông qua chúng tôi vừa đề cập, nếu áp dụng lên một tấm ván hai mặt, Nó phải thâm nhập toàn bộ tấm ván.. Tuy, trong tấm bảng đa lớp, nếu bạn chỉ muốn kết nối một số dòng, Hành vi có thể lãng phí chút khoảng trống trong các lớp khác.. Hy vọng bị hủy diệt và các công nghệ hủy diệt có thể tránh được vấn đề này bởi vì chúng chỉ thâm nhập vào vài lớp.. Các lỗ mù phải kết nối nhiều lớp bên trong PCB lên mặt đất PCB, mà không cần phải xuyên thủng to àn bộ tấm ván. Cách ly hủy chỉ kết nối nội bộ PCB, để chúng không thể nhìn thấy từ mặt đất.

In a PCB nhiều lớp, cả lớp được nối trực tiếp với dây mặt đất và nguồn điện. Vậy chúng tôi phân loại mỗi lớp như lớp phát tín hiệu, Lớp năng lượng hay lớp đất. Nếu các bộ phận trên PCB đòi hỏi nguồn điện khác nhau, loại này PCB thường có hơn hai lớp lưới điện và dây. Part packaging technology

Through Hole Technology
Place the parts on one side of the board and solder the pins on the other side. This technology is called "Through Hole Technology (THT)" packaging. Phần này sẽ chiếm rất nhiều không gian, và phải khoan một lỗ cho mỗi chốt.. Vậy là kẹp của họ lấy không gian ở cả hai bên, và các khớp solder cũng khá lớn. Nhưng mặt khác, THT parts are better than SMT (Surface Mounted Technology, surface mount technology) parts, và cấu trúc của kết nối với PCB Tốt hơn. Chúng ta sẽ nói chuyện này sau.. Những cái ổ như cáp bằng phẳng và tương tự phải chịu được áp suất, nên thường chúng là tất cả gói THT.

Surface Mounted Technology (Surface Mounted Technology)
For parts using Surface Mounted Technology (SMT), các chốt được Hàn ở cùng một mặt với phần. Phương pháp này không cần phải solder từng ghim, nhưng khoan lỗ ở trong PCB.

Bộ phận lắp mặt đất có thể hàn dính cả hai bên.
SMT cũng nhỏ hơn so với bộ phận THT.. So sánh với PCBDùng bộ phận THT, PCBDùng công nghệ SMT có nhiều bộ phận đặc hơn. Phần gói SMT còn rẻ hơn THT.. Nên không có gì ngạc nhiên khi hầu hết PCBHôm nay là SMT..

Bởi vì các khớp với các bộ phận đóng hộp rất nhỏ., rất khó để buộc bằng tay. Nhưng nếu bạn nghĩ rằng bộ máy hiện tại hoàn toàn tự động, vấn đề này chỉ xảy ra khi sửa chữa các bộ phận.
Design Flow
In the PCB thiết kế, thực tế, trước hệ thống dây chính thức, nó phải đi qua một bước rất dài. The following is the main design process:
System specifications
First, Trước tiên, chúng ta phải lên kế hoạch kỹ thuật hệ thống của các thiết bị điện tử.. Bao gồm chức năng hệ thống, giới hạn chi phí, Cỡ, điều kiện hoạt động, và vân vân.. Biểu đồ khối năng hệ thống Kế, Hệ thống chỉ ra sơ đồ khối hàm. Quan hệ giữa các hộp phải được đánh dấu.
Chia hệ thống thành nhiều PCBs
If the system is divided into several PCBs, không chỉ kích cỡ có thể giảm, nhưng cũng có khả năng nâng cấp và trao đổi các bộ phận. Hệ thống phân tích khối hàm cung cấp cơ sở cho bộ phân chia của chúng ta. Ví dụ như, một máy tính có thể được chia thành bảng mẹ, một thẻ đồ họa, một thẻ âm thanh, một ổ đĩa mềm, nguồn điện, và vân vân.. Quyết định về phương pháp đóng gói và kích thước của mỗi con PCB.
Khi công nghệ và số mạch được sử dụng trong mỗi mạch PCB đã xác định, bước tiếp theo là xác định kích thước của tấm ván. Nếu thiết kế quá lớn, sau đó thì công nghệ sửa đổi hay chia lại. Khi chọn một công nghệ, Tính chất và tốc độ của sơ đồ mạch cũng phải được xem xét..
Vẽ sơ đồ tất cả PCB circuits
The outline drawing should show the details of the interconnection between the parts. Tất PCBs trong hệ thống phải được theo dấu. Ngày, CAD (Computer Aided Design) is mostly used. Ở đây có một ví dụ về thiết kế Circuit MakerTM.
PCB schematic diagram
Simulation operation of preliminary design
In order to ensure that the designed circuit diagram can work normally, cái này phải được mô phỏng một lần với phần mềm máy tính. Loại phần mềm này có thể đọc bản vẽ thiết kế và hiển thị cách hoạt động của hệ thống điện tử theo nhiều cách. Cái này hiệu quả hơn nhiều so với việc làm mẫu thực sự. PCB rồi đo bằng tay.
Đặt phần này vào PCB

Cách đặt các phần được xác định dựa trên cách kết nối chúng. Chúng phải kết nối với con đường hiệu quả nhất.. The so-called efficient wiring is that the shorter the wire and the fewer the number of layers through (this also reduces the number of vias), Tốt hơn, Nhưng chúng ta sẽ nhắc lại vấn đề này khi chúng ta đang tìm đường dây.. Theo hướng này, xe buýt được định tuyến trên đường PCB. Để mỗi phần có dây hoàn hảo, Vị trí vị trí rất quan trọng.
Test wiring possibilities and correct operation at high speed
Part of the current computer software can check whether the positions of the various parts can be connected correctly, hoặc kiểm tra xem nó có thể hoạt động đúng khi chạy tốc độ cao. Đây là giai đoạn sắp xếp, nhưng chúng ta sẽ không nghiên cứu chúng quá sâu. Nếu có vấn đề với thiết kế mạch, bạn có thể sắp xếp lại vị trí của các bộ phận trước khi xuất hiện trường.
Hệ thống xuất bật PCB
Những kết nối trong bản đồ tổng quát sẽ được thực hiện tại tại như hệ thống dẫn điện.. Bình thường bước này tự động hoàn toàn, nhưng nói chung, Một số bộ phận cần được thay đổi bằng tay. Dưới đây là mẫu dây của tấm ván hai lớp. Màu đỏ và màu xanh là mẫu của phần lớp và lớp mỏng PCB. Màu trắng và ô vuông đại diện cho những dấu hiệu trên bề mặt in màn hình.. Những vết đỏ và vòng tròn đại diện cho lỗ mũi khoan và lỗ phi công. Phía bên phải, chúng ta có thể thấy rằng có những ngón tay vàng trên bề mặt lằn ranh của PCB. Thành phần cuối cùng của cái này PCB Thường được gọi là nghệ thuật.
Mỗi thiết kế phải tuân thủ một bộ quy định., như khoảng trống tối thiểu giữa các đường, Độ rộng tối thiểu của đường, và các biện pháp cụ thể tương tự. Những quy tắc này thay đổi theo các yếu tố như tốc độ của mạch điện., sức mạnh của tín hiệu truyền., xung quanh xung điện và nhiễu, và chất lượng của vật liệu và thiết bị sản xuất. Nếu độ mạnh hiện tại tăng lên, cũng phải tăng độ dày của sợi dây. Để giảm chi phí của PCB, giảm số lượng các lớp, Chúng ta cũng phải chú ý xem những quy định này có còn đúng không.. Nếu cần một cấu trúc với nhiều lớp hơn 2, sau đó là lớp sức mạnh và lớp đất thường được dùng để ngăn tín hiệu truyền tín hiệu trên lớp tín hiệu của tín hiệu không bị ảnh hưởng., và nó có thể được dùng làm vỏ bọc bảo vệ cho lớp phát tín hiệu.
Circuit test after wire
In order to confirm that the circuit can function normally after the wire, nó phải qua được thử thách cuối cùng. Thử này có thể kiểm tra không đúng kết nối, và mọi kết nối theo đường nét.
Create production file
Because there are many CAD tools for Thiết kế PCB, Các nhà sản xuất phải có những hồ sơ đáp ứng các tiêu chuẩn trước khi họ có thể sản xuất. Có nhiều tiêu chuẩn, nhưng điều thường dùng là đặc trưng của tập tin Gerber. Một bộ tập tin Gerber bao gồm cảnh xem kế hoạch của các tín hiệu, sức mạnh và lớp đất, Khung xem kế hoạch của lớp mặt nạ solder và bề mặt in màn hình, và tập tin được chỉ định như khoan, nhặt và lắp đặt.