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PCB科技

PCB科技 - 討論當前PCB設計和常識

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PCB科技 - 討論當前PCB設計和常識

討論當前PCB設計和常識

2021-10-24
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Author:Downs

PCB板可分為單層板, 雙層板和多層板. 各種電子元件集成在PCB上. 在最基本的單層PCB上, 零件集中在一側, 電線集中在另一邊. 以這種管道, 我們需要在電路板上打孔,這樣插針就可以穿過電路板到達另一側, 囙此,零件的引脚焊接到另一側. 因為這個, 這種PCB的正面和背面分別稱為 PCB組件 側面和 PCB焊料側 ((焊接側)). PCB雙層板可以被視為兩個相對的單層板的組合. 電路板兩側有電子元件和接線. 有時有必要將電路板一側的一根導線連接到另一側, 這需要通過. 通孔是PCB上填充或塗有金屬的小孔, 可以與兩側的電線連接. 許多電腦主機板現在使用4層甚至6層PCB板, 而圖形卡通常使用6層PCB板. 許多高端圖形卡,如nVIDIAGeForce4Ti系列,都使用8層PCB板. 這就是所謂的多層PCB板. 在多層PCB上也會遇到連接不同層之間線路的問題, 這也可以通過過孔實現. 因為它是多層PCB板, 有時,過孔不需要穿透整個PCB板. 這種過孔稱為埋入式過孔和盲孔, 因為它們只能穿透幾層. 盲孔用於將幾層內部PCB連接到表面PCB, 無需穿透整個電路板. 埋通孔僅連接到內部PCB, 所以它是從表面看不見的. 在多層PCB中, 整個層直接連接到地線和電源. 囙此我們將這些層分類為訊號層, 電源層或地面層. 如果PCB上的零件需要不同的電源, 這種類型的PCB通常有兩層以上的電源和導線. 使用的PCB層越多, 成本越高. 當然, 使用多層PCB板非常有助於提供訊號穩定性.

專業PCB板的生產過程相當複雜,以4層PCB板為例。 主機板PCB大多為4層。 製造時,兩個中間層被軋製、切割、蝕刻和氧化。 這四層是組件表面、電源層、接地層和焊料壓力層。 將這4層放在一起,並將其卷成主機板PCB。 然後沖孔。 經過清洗、印刷、鍍銅、蝕刻、測試、焊接掩模、絲網印刷在外兩層電路上。 最後,將整個PCB(包括許多主機板)衝壓成主機板PCB,然後在通過測試後進行真空封裝。 如果在PCB製造過程中銅皮鋪設不好,則會出現鬆散的連接,這很容易意味著短路或電容效應(容易受到干擾)。 還必須注意PCB上的過孔。 如果孔不在中間,而是在一側,則會發生不均勻匹配,或者很容易接觸到中間的電源層或接地層,這將導致潜在短路或接地不良因素。

銅線佈線工藝

電路板

第一步是在零件之間建立接線。 我們使用負膜轉移方法來表示金屬導體上的工作膜。 這項科技是在整個表面上塗一薄層銅箔,並消除多餘的銅箔。 補充轉移是另一種使用較少的方法。 這是一種只在需要的地方鋪設銅線的方法,但我們在這裡不討論它。 正性光刻膠由敏化劑製成,在光照下會溶解。 在銅表面處理光刻膠的方法有很多,但最常見的方法是將其加熱並在含有光刻膠的表面上滾動。 它也可以以液體管道噴塗在頭部,但幹膜類型提供了更高的分辯率,也可以生產更薄的導線。 罩只是製造過程中PCB層的範本。 在PCB板上的光刻膠暴露於紫外線之前,覆蓋其上的光罩可以防止某些區域的光刻膠暴露。 這些被光刻膠覆蓋的區域將成為佈線。 光刻膠顯影后,將蝕刻其他裸銅零件。 蝕刻過程可以將電路板浸入蝕刻溶劑中或將溶劑噴塗在電路板上。 通常使用氯化鐵等作為蝕刻溶劑。 蝕刻後,去除剩餘的光刻膠。

1、接線寬度和電流

通常寬度不應小於0.2mm(8mil)

在高密度和高精度PCB上,間距和線寬通常為0.3mm(12mil)。

當銅箔的厚度約為50um時,導線寬度為1 1.5mm(60mil)=2A

公共面積通常為80mil,應更加注意使用微處理器的應用。

2、高速板的頻率有多高?

當訊號的上升/下降沿時間小於訊號傳輸時間的3~6倍時,將其視為高速訊號。

對於數位電路,關鍵是查看訊號邊緣的陡度,即訊號的上升和下降時間。

根據一本非常經典的書《高速數字設計》的理論,訊號從10%上升到90%的時間小於導線延遲的6倍,這是一種高速訊號 也就是說,即使是8KHz的方波訊號,只要邊緣足够陡峭,也是高速訊號,佈線時需要使用傳輸線理論。

3、電源線和地線佈置注意事項

電源線應盡可能短,呈直線,最好呈樹狀,而不是環狀。

接地回路問題:用於數位電路, 接地回路引起的接地回路為幾十毫伏, 而TTL的抗干擾閾值為1.2伏, CMOS電路可以達到1/2電源電壓., 也就是說, 地線的迴圈不會對電路的運行產生任何不利影響. 相反地, 如果接地線未閉合, 問題將更加嚴重, 因為數位電路工作時產生的脈衝功率電流會導致每個點的地電位不平衡. 用2Gsps示波器量測, the ground current pulse width is 7ns). 在大脈衝電流的衝擊下, if a branch ground wire (line width 25mil) is used, 接地線之間的電位差將達到100毫伏. 接地回路採用後, 脈衝電流將分散到地線的各個點, 這大大降低了干擾電路的可能性. 使用閉合地線, 每個裝置地線之間測得的最大暫態電位差為未閉合地線的一半到五分之一. 當然, 不同密度和速度的電路板的量測數據非常不同. 我上面說的是關於連接到Protel 99SE的Z80演示板的級別; 對於低頻 PCB類比電路, 我認為地線閉合後的工作頻率干擾是由空間引起的, 無論如何都無法類比和計算. 如果接地線未閉合, 不會產生地線渦流. 貝克漢姆陶的所謂“但工頻感應電壓的地線會更大。”.“項目, 精密壓力錶, 使用14比特a/D轉換器, 但實際測量只有11比特的有效精度. 調查後, 地線上存在15mVp-p工頻干擾. 解決方案是在分割後使用PCB的類比接地回路, 前端感測器到A的接地線/D分佈在帶有飛線的分支中. 後來, 根據飛線重新生產批量生產的模型PCB, 到目前為止沒有問題. 在第二個示例中, 朋友喜歡發燒,自己動手做擴音器, 但輸出端總是有嗡嗡聲. 我建議它切斷接地回路來解决這個問題. 之後, 這名男子查閱了數十臺“高保真著名機器”的PCB圖,並確認沒有一台機器在類比部分使用接地回路.