Công nghệ PCB - Nguyên tắc cơ bản của thiết kế sơ đồ PCB

1. Thiết kế PCB bắt đầu bằng cách xác định kích thước của bảng. Bởi vì kích thước của bảng mạch in bị giới hạn bởi kích thước của vỏ hộp, nó là thích hợp để tải nó vào vỏ. Thứ hai, xem xét bảng mạch in và các thành phần bên ngoài. (chủ yếu là chiết thế, ổ cắm hoặc bảng mạch in khác) cách kết nối. Bảng mạch in và các bộ phận bên ngoài thường được kết nối bằng dây nhựa hoặc dây cách ly kim loại. Nhưng đôi khi nó cũng được thiết kế như một ổ cắm. Điều đó nói rằng: Để cài đặt một bảng mạch in chèn vào thiết bị của bạn, hãy để lại một vị trí tiếp xúc làm ổ cắm. Đối với các thành phần lớn hơn được gắn trên bảng mạch in, các phụ kiện kim loại nên được thêm vào để sửa chữa để cải thiện khả năng chống rung và va đập của chúng.

2. Các phương pháp cơ bản của thiết kế sơ đồ dây điện trước hết cần phải có một sự hiểu biết đầy đủ về các thông số kỹ thuật, kích thước, diện tích của các bộ phận được lựa chọn và các ổ cắm khác nhau; Vị trí của từng thành phần được xem xét một cách hợp lý và cẩn thận, hiệu suất, khả năng chống nhiễu, dây ngắn, ít chéo hơn, nguồn điện, đường dẫn nối đất và tách rời chủ yếu từ quan điểm tương thích trường điện từ. Sau khi xác định vị trí của từng thành phần, đó là kết nối của từng thành phần. Kết nối các chân liên quan theo sơ đồ mạch. Bản vẽ mạch in được thiết kế theo hai cách: thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính và thiết kế thủ công.

Nguyên thủy nhất là sắp xếp bố cục bằng tay. Điều này tốn nhiều công sức hơn và thường mất một vài lần lặp lại để hoàn thành. Điều này cũng có thể xảy ra mà không cần thiết bị vẽ khác. Sự sắp xếp thủ công của phương pháp bố trí này cũng rất hữu ích cho những người mới học cách bố trí bản in. Máy tính hỗ trợ vẽ, hiện nay có rất nhiều loại phần mềm vẽ với các tính năng khác nhau, nhưng nói chung, vẽ và sửa đổi thuận tiện hơn và có thể được lưu và in.

Tiếp theo, xác định kích thước PCB mong muốn và dựa trên sơ đồ, ban đầu xác định vị trí của từng thành phần, sau đó liên tục điều chỉnh bố cục để bố cục hợp lý hơn. Hệ thống dây điện giữa các thành phần trong bảng mạch in được sắp xếp như sau:

(1) Mạch chéo không được phép xuất hiện trong mạch in. Đối với các đường có thể vượt qua, các phương pháp "khoan" và "quấn" có thể được sử dụng để giải quyết chúng. Đó là, cho phép một dây dẫn "khoan" qua khoảng trống dưới các điện trở, tụ điện và chân ba cực khác hoặc "đi vòng" qua một đầu của dây dẫn có thể vượt qua. Trong trường hợp đặc biệt, mức độ phức tạp của mạch cũng cần thiết để đơn giản hóa thiết kế. Cho phép kết nối với dây dẫn để giải quyết vấn đề mạch chéo.

(2) Các bộ phận như điện trở, điốt và tụ điện hình ống có thể được cài đặt theo cách "dọc" và "ngang". Loại dọc đề cập đến việc lắp đặt và hàn cơ thể thành phần vuông góc với bảng mạch, lợi thế của nó là tiết kiệm không gian, trong khi loại ngang đề cập đến việc lắp đặt và hàn cơ thể thành phần song song và gần bảng mạch. Ưu điểm của nó là độ bền cơ học của lắp đặt thành phần tốt hơn. Đối với hai yếu tố lắp đặt khác nhau, khoảng cách giữa các lỗ trên bảng mạch in là khác nhau.

(3) Điểm nối của mạch cùng cấp phải càng gần càng tốt và tụ điện lọc công suất của mạch ở cấp đó cũng phải được kết nối với điểm nối của cấp đó. Đặc biệt là cơ sở của bóng bán dẫn ở cấp độ này và điểm tiếp xúc của cực phát không thể cách nhau quá xa, nếu không lá đồng giữa hai điểm tiếp xúc sẽ quá dài, do đó gây nhiễu và tự kích thích. Nó sẽ hoạt động tốt hơn bằng cách sử dụng mạch "một chút tiếp đất" này. Ổn định và không dễ thúc đẩy bản thân.

Bảng mạch in là các thành phần cấu trúc được hình thành từ vật liệu cách điện bổ sung dây dẫn. Khi sản phẩm cuối cùng được làm, mạch tích hợp, bóng bán dẫn, điốt, các thành phần thụ động (như điện trở, tụ điện, đầu nối, v.v.) và các thành phần điện tử khác sẽ được lắp đặt trên nó. Với kết nối dây dẫn, kết nối tín hiệu điện tử có thể được hình thành và chức năng ứng dụng được hình thành. Do đó, bảng mạch in là nền tảng cung cấp kết nối các thành phần để đảm nhận nền tảng của các thành phần được kết nối.

Kể từ khi bảng mạch in không phải là một sản phẩm cuối cùng chung, định nghĩa của tên là một chút nhầm lẫn. Ví dụ, bo mạch chủ của PC được gọi là bo mạch chủ và không thể được gọi trực tiếp là bảng mạch. Mặc dù có bảng trên bo mạch chủ, điều này không đúng. Chúng không giống nhau, vì vậy khi đánh giá ngành công nghiệp, cả hai đều có liên quan, nhưng không thể nói là giống nhau. Một ví dụ khác: Bởi vì các thành phần mạch tích hợp được lắp đặt trên bảng mạch, các phương tiện truyền thông gọi nó là bảng mạch IC, nhưng thực tế nó khác với bảng mạch in.

Trong tiền đề rằng các sản phẩm điện tử có xu hướng đa chức năng và phức tạp, khoảng cách tiếp xúc của các thành phần mạch tích hợp giảm và tốc độ truyền tín hiệu được cải thiện tương đối. Sau đó sẽ tăng số lượng dây và chiều dài dây giữa các điểm. Hiệu suất rút ngắn, tất cả đều cần áp dụng cấu hình mạch mật độ cao và công nghệ vi lỗ để đạt được mục đích. Dây và dây vá về cơ bản rất khó để đạt được cả hai bảng đơn và đôi. Do đó, bảng mạch sẽ có nhiều lớp và do sự gia tăng liên tục của các đường tín hiệu, nhiều lớp năng lượng và hệ thống là phương tiện cần thiết để thiết kế. Tất cả những điều này làm cho Multilayer Printed Circuit Board trở nên phổ biến hơn.

Đối với các yêu cầu về điện của tín hiệu tốc độ cao, bảng mạch phải cung cấp điều khiển trở kháng với các đặc tính AC, khả năng truyền tần số cao và giảm bức xạ không cần thiết (EMI). Với cấu trúc của các dải và microband, thiết kế nhiều lớp trở thành thiết kế cần thiết. Để giảm các vấn đề về chất lượng truyền tín hiệu, vật liệu cách nhiệt có hệ số điện môi thấp và tốc độ phân rã thấp đã được sử dụng. Để đối phó với việc thu nhỏ và mảng hóa các thành phần điện tử, mật độ của bảng mạch liên tục tăng lên để đáp ứng nhu cầu. Sự ra đời của các phương pháp lắp ráp linh kiện như BGA (Ball Grille Array), CSP (Chip-Level Packing), DCA (Direct Chip Connection) đã nâng bảng mạch in lên trạng thái mật độ cao chưa từng có.

Bất kỳ lỗ nào có đường kính dưới 150 micron đều được gọi là micropore. Các mạch được làm bằng cách sử dụng công nghệ hình học microporous này có thể cải thiện hiệu quả lắp ráp, sử dụng không gian và nhiều hơn nữa, và cũng có lợi cho việc thu nhỏ các sản phẩm điện tử. Sự cần thiết của nó.

Đối với các sản phẩm bảng có cấu trúc này, đã có nhiều tên khác nhau trong ngành để gọi loại bảng này. Ví dụ, các công ty ở châu Âu và Hoa Kỳ đã sử dụng phương pháp xây dựng tuần tự trong các chương trình của họ, vì vậy họ gọi loại sản phẩm này là SBU (Quy trình xây dựng tuần tự), thường được dịch là "Quy trình xây dựng tuần tự". Đối với ngành công nghiệp Nhật Bản, vì loại sản phẩm này tạo ra cấu trúc lỗ chân lông nhỏ hơn nhiều so với các loại lỗ trước đó, loại kỹ thuật sản xuất này được gọi là MVP (Quy trình vi lỗ chân lông), thường được dịch là quy trình vi lỗ chân lông. Một số người gọi loại bảng mạch này là BUM (Xây dựng bảng nhiều lớp), vì bảng nhiều lớp truyền thống được gọi là MLB (Bảng nhiều lớp).

Để tránh nhầm lẫn, Hiệp hội Bảng mạch IPC Hoa Kỳ đề xuất gọi loại sản phẩm này là tên chung của HDI (Công nghệ kết nối mật độ cao). Nếu dịch trực tiếp, nó sẽ trở thành một công nghệ kết nối mật độ cao. Tuy nhiên, điều này không phản ánh các đặc tính của bảng, vì vậy hầu hết các nhà sản xuất bảng gọi loại sản phẩm này là bảng HDI hoặc tên đầy đủ của Trung Quốc là "công nghệ kết nối mật độ cao". Nhưng do vấn đề lưu loát trong ngôn ngữ nói, một số người gọi sản phẩm này trực tiếp là "bảng mật độ cao" hoặc bảng HDI.