Otsid PCB disain Chennai?
Trükiplaati ehk PCB-d kasutatakse elektrooniliste komponentide mehaaniliseks toestamiseks ja elektriliseks ühendamiseks, kasutades juhtivatele radadele, radadele või signaalijälgedele söövitatud vaselehtedest, mis on lamineeritud mittejuhtivusele. Seda nimetatakse ka trükitud juhtmestikuks (PWB) või söövitatud juhtmestikuks. Trükiplaate kasutatakse praktiliselt kõigis, välja arvatud kõige lihtsamates kaubanduslikult toodetavates elektroonikaseadmetes.
Elektrooniliste komponentidega asustatud trükkplaati nimetatakse trükkplaadisõlmeks (PCA), trükkplaadisõlmeks või trükkplaadi koostuks (PCBA). Mitteametlikus kasutuses kasutatakse terminit “PCB” nii tühjade kui ka kokkupandud laudade jaoks, kontekst selgitab tähendust.
PCB vooluringi omadused
Iga jäljend koosneb vaskfooliumi lamedast ja kitsast osast, mis jääb pärast söövitamist. Jälgede laiusest ja paksusest lähtuv takistus peab olema piisavalt madal, et juhti see vool kannaks. Võimsuse ja maapinna jäljed võivad olla signaalijälgedest laiemad. Mitmekihilises tahvlis võib üks terve kiht olla enamasti tahke vask, mis toimib varjestuse ja energia tagastamise alusplaadina.
Mikrolainete vooluahelate jaoks võib ülekandeliinid paigutada ribade ja mikrolintide kujul hoolikalt kontrollitud mõõtmetega, et tagada ühtlane impedants. Raadiosageduslikes ja kiiretes lülitusahelates muutuvad trükkplaadi juhtide induktiivsus ja mahtuvus olulisteks vooluahela elementideks, tavaliselt ebasoovitavateks; kuid neid saab kasutada vooluahela kavandamise tahtliku osana, vältides vajadust täiendavate diskreetsete komponentide järele.
Trükiskeem
Pärast trükkplaadi (PCB) valmimist tuleb funktsionaalse trükkplaadi sõlme või PCA (mõnikord nimetatakse trükkplaadi koostuks PCBA) moodustamiseks kinnitada elektroonilised komponendid. Läbivaava konstruktsioonis sisestatakse komponentide juhtmed aukudesse. Pinnakinnituses asetatakse komponendid padjadele või maanduvad trükkplaadi välispindadele. Mõlemas konstruktsiooniliigis on komponentjuhtmed elektriliselt ja mehaaniliselt sulametalli jootega plaadi külge kinnitatud.
Komponentide trükkplaadile kinnitamiseks kasutatakse mitmesuguseid jootmismeetodeid. Suuremahulist tootmist teostatakse tavaliselt SMT paigutusmasina ja lainejootmise või tagasivooluahjude abil, kuid kogenud tehnikud suudavad väga pisikesi osi (näiteks 0201 pakki, mille maht on 0.02 tolli 0.01 tolli) joota käsitsi mikroskoobi all, kasutades pintsetid ja peene otsaga jootekolb väikesemahuliste prototüüpide jaoks. Mõningaid osi, näiteks BGA-pakendeid, võib olla käsitsi jootmine äärmiselt keeruline.
Sageli tuleb läbiva ava ja pinnale kinnitatav konstruktsioon ühendada ühes komplektis, kuna mõned nõutavad komponendid on saadaval ainult pinnale kinnitatavates pakendites, teised aga ainult avade kaudu pakitavates pakkides. Teine põhjus mõlema meetodi kasutamiseks on see, et läbi augu paigaldamine võib pakkuda vajalikku tugevust komponentidele, mis tõenäoliselt taluvad füüsilist koormust, samas kui komponendid, mis eeldatavalt puutumatuks jäävad, võtavad pinnale paigaldamise tehnikat kasutades vähem ruumi.
Pärast tahvli asustamist võib seda testida mitmel viisil:
Kui toide on välja lülitatud, tehke visuaalne kontroll, automaatne optiline kontroll. Kvaliteedikontrolli säilitamiseks selles PCB valmistamise etapis kasutatakse tavaliselt JEDECi juhiseid PCB komponentide paigutamiseks, jootmiseks ja kontrollimiseks.
Toite väljalülitamise ajal analoogsignatuuride analüüs, väljalülituse testimine.
Kui toide on sisse lülitatud, tehke vooluringis test, kus saab teha füüsilisi mõõtmeid (st pinget, sagedust).
Kui toide on sisse lülitatud, tehke funktsionaalne test, lihtsalt kontrollige, kas trükkplaat teeb seda, mida ta oli ette nähtud.
Nende testide hõlbustamiseks võib ajutiste ühenduste loomiseks PCB-dele kavandada lisapatju. Mõnikord tuleb need padjad takistitega isoleerida. Ahelasisene test võib kasutada ka mõne komponendi piiriskaneerimise testi funktsioone. Ahelas olevaid mittelenduvaid mälukomponente saab programmeerida ka vooluahelasiseste testimissüsteemide abil.
Piiri skaneerimise testimisel moodustavad tahvli erinevatesse IC-desse integreeritud testiahelad ajutised ühendused PCB jälgede vahel, et kontrollida, kas IC-d on õigesti paigaldatud. Piiriülese skaneerimise testimine eeldab, et kõik testitavad IC-d peaksid kasutama standardset testimise konfiguratsiooniprotseduuri, kõige tavalisem neist on Joint Test Action Group (JTAG) standard. JTAG-i testarhitektuur annab võimaluse testida plaadil olevate integreeritud vooluahelate vahelisi ühendusi ilma füüsilisi katsesondita. JTAG-i tööriistamüüjad pakuvad erinevat tüüpi stiimuleid ja keerukaid algoritme mitte ainult rikkevõrkude tuvastamiseks, vaid ka konkreetsete võrkude, seadmete ja tihvtide tõrgete eraldamiseks.
Kui tahvlid testi ebaõnnestuvad, võivad tehnikud ebaõnnestunud komponendid lahti võtta ja asendada, seda nimetatakse ümbertegemiseks.
Disain
Trükkplaatide kunstiteoste genereerimine oli algselt täiesti käsitsi tehtud protsess, mis tehti selgetel mylar-lehtedel mõõtkavas, mis oli tavaliselt 2 või 4 korda suurem kui soovitud suurus. Skeem muudeti kõigepealt komponentide tihvtide paigutuseks, seejärel suunati jäljed vajalike ühenduste tagamiseks. Eeltrükitud mittetaasesitatavad mülarivõrgud aitasid paigutust ja skeemielementide (padjad, kontaktisõrmed, integraallülitusprofiilid ja nii edasi) tavaliste paigutuste kuivad ülekanded aitasid paigutust standardiseerida. Seadmete vahelised jäljed tehti isekleepuva lindiga. Seejärel reprodutseeriti valmis kujundus „kunstiteos” toorikuga kaetud vasega kaetud tahvlite vastupidavatele kihtidele.
Kaasaegne praktika on vähem töömahukas, kuna arvutid suudavad paljud paigutusetapid automaatselt täita. Kommertsiaalse trükkplaadi kujunduse üldine käik hõlmab järgmist:
Skemaatiline püüdmine elektroonilise disaini automatiseerimise tööriista kaudu.
Kaardi mõõtmed ja mall otsustatakse vajaliku vooluahela ja juhtumi järgi. Määrake vajaduse korral püsikomponendid ja jahutusradiaatorid.
PCB virna kihtide otsustamine. 1 kuni 12 kihti või rohkem, sõltuvalt disaini keerukusest. Otsustatakse maapealne ja toitetasapind. Signaaltasandid, kuhu signaalid suunatakse, asuvad nii ülemises kui ka sisemises kihis.
Joone impedantsi määramine dielektrilise kihi paksuse, vase paksuse ja jäljelaiuse abil. Jälgede eraldamist võetakse arvesse ka diferentsiaalsignaalide korral. Signaalide suunamiseks saab kasutada mikrolinti, riba- või kahekordset ribajuhet.
Komponentide paigutamine. Arvesse võetakse termilisi kaalutlusi ja geomeetriat. Vias ja maad on tähistatud.
Signaalijälgede suunamine. EMI optimaalse jõudluse tagamiseks suunatakse kõrgsagedussignaalid sisekihtides toite- või maapinna vahel, kuna jõutasemed käituvad vahelduvvoolu jaoks.
Gerberi failide genereerimine tootmiseks.
Mitmekihilised PWB-d
Kihtide maapinnale eraldamise võimalus
Moodustab signaalide võrdlustasapinnad
EMI kontroll
Lihtsam takistuse juhtimine
Võimalus kihtide eraldamiseks toitepingetele
Madal ESL / ESR energiajaotus
Rohkem signaalide suunamisressursse
Elektrilised kaalutlused materjali valimisel
Dielektriline konstant (lubavus)
Mida stabiilsem, seda parem
Madalamad väärtused võivad olla sobivamad kõrge kihi arvu korral
Suuremad väärtused võivad mõne RF-struktuuri jaoks sobivam olla
Kaotuse puutuja
Mida madalam, seda parem
Muutub rohkem probleemiks kõrgematel sagedustel
Niiskuse imendumine
Mida madalam, seda parem
Võib mõjutada dielektrilist konstanti ja kadude puutujat
Pinge jaotus
Mida kõrgem, seda parem
Tavaliselt pole see probleem, välja arvatud kõrgepinge rakendustes
Vastupidavus
Mida kõrgem, seda parem
Tavaliselt pole see probleem, välja arvatud madala lekkega rakendustes