Tražite PCB dizajn u Chennaiju?
Štampana ploča, ili PCB, koristi se za mehanički podupiranje i električno povezivanje elektronskih komponenti koristeći provodne puteve, staze ili signalne tragove urezane iz bakarnih listova laminiranih na neprovodljivu podlogu. Takođe se naziva štampana ploča za ožičenje (PWB) ili urezana ploča za ožičenje. Štampane ploče se koriste u gotovo svim, osim u najjednostavnijim komercijalno proizvedenim elektroničkim uređajima.
PCB popunjen elektronskim komponentama naziva se sklop štampanog kola (PCA), sklop štampane ploče ili sklop štampane ploče (PCBA). U neformalnoj upotrebi izraz “PCB” se koristi i za gole i za sastavljene ploče, a kontekst pojašnjava značenje.
Svojstva kola PCB-a
Svaki trag se sastoji od ravnog, uskog dijela bakarne folije koja ostaje nakon jetkanja. Otpor, određen širinom i debljinom, tragova mora biti dovoljno nizak za struju koju će provodnik nositi. Tragovi napajanja i zemlje možda moraju biti širi od signalnih tragova. U višeslojnoj ploči jedan cijeli sloj može biti uglavnom od punog bakra koji služi kao uzemljiva ploča za zaštitu i povrat energije.
Za mikrotalasna kola, dalekovodi se mogu postaviti u obliku trakastih i mikrotrakastih sa pažljivo kontrolisanim dimenzijama kako bi se osigurala konzistentna impedancija. U radio-frekvencijskim i brzim prekidačkim kolima induktivnost i kapacitivnost provodnika štampane ploče postaju značajni elementi kola, obično nepoželjni; ali se mogu koristiti kao namjerni dio dizajna kola, otklanjajući potrebu za dodatnim diskretnim komponentama.
Sklop tiskanog kruga
Nakon što je štampana ploča (PCB) završena, elektronske komponente moraju biti pričvršćene kako bi se formirao funkcionalni sklop štampanog kola, ili PCA (ponekad se naziva „sklop štampane ploče“ PCBA). U konstrukciji kroz rupe, komponentni vodovi se ubacuju u rupe. U konstrukciji za površinsku montažu, komponente se postavljaju na podloge ili sliježu na vanjske površine PCB-a. U obje vrste konstrukcije, komponentni vodovi su električno i mehanički pričvršćeni na ploču pomoću lemljenja od rastopljenog metala.
Postoje razne tehnike lemljenja koje se koriste za pričvršćivanje komponenti na PCB. Proizvodnja velikog obima se obično vrši pomoću SMT mašine za postavljanje i peći za lemljenje na talasima ili reflow peći, ali vešti tehničari su u stanju da zaleme veoma sitne delove (na primer 0201 pakete koji su 0.02 in. sa 0.01 in.) ručno pod mikroskopom, koristeći pinceta i lemilica sa finim vrhom za prototipove male zapremine. Neke dijelove može biti izuzetno teško zalemiti ručno, kao što su BGA paketi.
Često se konstrukcija kroz otvor i površinsku montažu mora kombinirati u jednom sklopu jer su neke potrebne komponente dostupne samo u paketima za površinsku montažu, dok su druge dostupne samo u paketima za montažu kroz rupe. Drugi razlog za korištenje obje metode je da montaža kroz rupu može pružiti potrebnu snagu za komponente koje će vjerovatno izdržati fizički stres, dok će komponente za koje se očekuje da ostanu netaknute zauzeti manje prostora korištenjem tehnika površinske montaže.
Nakon što se ploča popuni, može se testirati na različite načine:
Dok je napajanje isključeno, vizuelni pregled, automatizovan optički pregled. JEDEC smjernice za postavljanje PCB komponenti, lemljenje i inspekciju se obično koriste za održavanje kontrole kvaliteta u ovoj fazi proizvodnje PCB-a.
Dok je napajanje isključeno, analiza analognog potpisa, testiranje isključenja.
Dok je napajanje uključeno, testiranje u krugu, gdje se mogu izvršiti fizička mjerenja (tj. napon, frekvencija).
Dok je napajanje uključeno, funkcionalni test, samo provera da li PCB radi ono za šta je dizajniran.
Da bi se olakšali ovi testovi, PCB-ovi mogu biti dizajnirani sa dodatnim jastučićima za privremene veze. Ponekad se ovi jastučići moraju izolovati otpornicima. Test u krugu također može koristiti karakteristike testa graničnog skeniranja nekih komponenti. Sistemi za testiranje u krugu se takođe mogu koristiti za programiranje komponenti stalne memorije na ploči.
U testiranju graničnog skeniranja, ispitni krugovi integrirani u različite IC-ove na ploči formiraju privremene veze između tragova PCB-a kako bi testirali da li su IC-ovi ispravno montirani. Testiranje graničnog skeniranja zahtijeva da svi IC-ovi koji se testiraju koriste standardnu proceduru konfiguracije testa, a najčešći je standard Joint Test Action Group (JTAG). JTAG test arhitektura pruža sredstva za testiranje interkonekcija između integrisanih kola na ploči bez upotrebe fizičkih test sondi. Prodavci JTAG alata pružaju različite vrste stimulusa i sofisticiranih algoritama, ne samo za otkrivanje neispravnih mreža, već i za izolaciju kvarova na određenim mrežama, uređajima i pinovama.
Kada ploče padnu na testu, tehničari mogu odlemiti i zamijeniti neispravne komponente, zadatak poznat kao prerada.
dizajn
Generisanje ilustracija štampanih ploča u početku je bio potpuno ručni proces rađen na prozirnim listovima milara u razmeri koja je obično 2 ili 4 puta veća od željene veličine. Šematski dijagram je prvo konvertovan u raspored pin jastučića komponenti, a zatim su rutirani tragovi kako bi se obezbijedile potrebne međusobne veze. Unaprijed odštampane nereproducirajuće mylar rešetke su pomogle u rasporedu, a suvi transferi uobičajenih rasporeda elemenata kola (jastučići, kontaktni prsti, profili integriranog kola i tako dalje) pomogli su u standardizaciji rasporeda. Tragovi između uređaja napravljeni su samoljepljivom trakom. Gotov izgled "umjetničkog djela" je zatim fotografski reproduciran na otpornim slojevima praznih presvučenih bakrom obloženih ploča.
Moderna praksa je manje radno intenzivna jer računari mogu automatski izvršiti mnoge korake rasporeda. Opća progresija za komercijalni dizajn štampanih ploča bi uključivala:
Snimanje šeme putem elektronskog alata za automatizaciju dizajna.
Dimenzije kartice i šablon se odlučuju na osnovu potrebnih kola i slučaja. Odredite fiksne komponente i hladnjake ako je potrebno.
Odlučivanje slojeva sloja PCB-a. 1 do 12 slojeva ili više u zavisnosti od složenosti dizajna. Odlučuju se zemaljski i energetski ravni. Signalne ravni u koje se signali rutiraju nalaze se u gornjem sloju kao iu unutrašnjim slojevima.
Određivanje impedanse linije koristeći debljinu dielektričnog sloja, debljinu bakra i širinu traga. Odvajanje tragova se takođe uzima u obzir u slučaju diferencijalnih signala. Za usmjeravanje signala mogu se koristiti mikrotrakasta, trakasta ili dvostruka trakasta linija.
Postavljanje komponenti. Uzimaju se u obzir toplinska razmatranja i geometrija. Putevi i zemljišta su označeni.
Rutiranje tragova signala. Za optimalne performanse EMI, visokofrekventni signali se usmjeravaju u interne slojeve između ravni napajanja ili uzemljenja, jer se ravni napajanja ponašaju kao uzemljenje za AC.
Generisanje Gerber fajlova za proizvodnju.
Višeslojni PWB
Opcija za postavljanje slojeva na zemlju
Formira referentne ravni za signale
EMI kontrola
Jednostavnija kontrola impedancije
Opcija za posvećivanje slojeva naponima napajanja
Niska ESL/ESR distribucija snage
Više resursa za rutiranje signala
Električna razmatranja pri odabiru materijala
Dielektrična konstanta (permitivnost)
Što stabilnije, to bolje
Niže vrijednosti mogu biti prikladnije za veliki broj slojeva
Više vrijednosti mogu biti prikladnije za neke RF strukture
Loss Tangent
Što niže, to bolje
Postaje veći problem na višim frekvencijama
Apsorpcija vlage
Što niže, to bolje
Može uticati na dielektričnu konstantu i tangens gubitka
Voltage Breakdown
Što više, to bolje
Obično nije problem, osim u visokonaponskim aplikacijama
Otpornost
Što više, to bolje
Obično nije problem, osim u aplikacijama sa malim curenjem