מחפש עיצוב pcb בצ'נאי?
לוח מעגלים מודפס, או PCB, משמש לתמיכה מכנית ולחיבור חשמלי של רכיבים אלקטרוניים באמצעות מסלולי מוליך, מסילה או עקבות אות שנחרטו מגיליונות נחושת למינציה על מצע לא מוליך. זה נקרא גם לוח חיווט מודפס (PWB) או לוח חיווט חרוט. מעגלים מודפסים משמשים כמעט בכל המכשירים האלקטרוניים הפשוטים ביותר אלא בייצור מסחרי.
PCB מאוכלס ברכיבים אלקטרוניים נקרא מכלול מעגלים מודפסים (PCA), מכלולי מעגלים מודפסים או הרכבה PCB (PCBA). בשימוש לא פורמלי המונח "PCB" משמש ללוחות חשופים ומורכבים, ההקשר מבהיר את המשמעות.
מאפייני מעגלים של ה- PCB
כל עקבות מורכבים מחלק שטוח וצר של נייר הנחושת שנותר לאחר התחריט. ההתנגדות, הנקבעת על ידי הרוחב והעובי, של העקבות חייבת להיות נמוכה דיה לזרם שיוביל המוליך. יתכן ועקבות קרקע ויבשה יהיו רחבים יותר מעקבות אות. בלוח רב שכבתי שכבה שלמה אחת עשויה להיות נחושת מוצקה ברובה כדי לשמש כמישור קרקע להגנה והחזרת כוח.
עבור מעגלי מיקרוגל ניתן להניח קווי הילוכים בצורה של פסי קו ומיקרוסטר עם מידות מבוקרות בקפידה על מנת להבטיח עכבה עקבית. במעגלים עם מיתוג מהיר ותדר רדיו, השראות וקיבול של מוליכי הלוח המודפס הופכים לאלמנטים של מעגל משמעותי, לרוב בלתי רצוי; אבל הם יכולים לשמש כחלק מכוון מעיצוב המעגל, תוך התעלמות מהצורך ברכיבים נפרדים נוספים.
מכלול מעגלים מודפסים
לאחר השלמת הלוח המודפס (PCB), יש לחבר רכיבים אלקטרוניים ליצירת מכלול מעגלים מודפסים פונקציונליים, או PCA (המכונה לפעמים "מכלול מעגלים מודפסים" PCBA). בבנייה דרך חור, מובילים מובילי רכיבים בחורים. בבניית הרכבה עילית, הרכיבים מונחים על רפידות או נוחתות על המשטחים החיצוניים של ה- PCB. בשני סוגי הבנייה, מובילים רכיבים מקובעים חשמלית ומכנית ללוח בעזרת הלחמה ממתכת מותכת.
ישנן מגוון טכניקות הלחמה המשמשות לחיבור רכיבים ל PCB. ייצור בנפח גבוה מתבצע בדרך כלל באמצעות מכונת מיקום SMT ותנורי הלחמה או גלישה בתפזורת גלים, אולם טכנאים מיומנים מסוגלים להלחם חלקים זעירים מאוד (למשל חבילות 0201 הנמצאות ב- 0.02. 0.01 ב.) ביד תחת מיקרוסקופ, באמצעות פינצטה וברזל הלחמה עדין לאבות טיפוס בנפח קטן. חלקים מסוימים עשויים להיות קשים מאוד להלחמה ביד, כמו חבילות BGA.
לעיתים קרובות, יש לשלב בנייה דרך חור וחלל-קרקע בהרכבה יחידה מכיוון שחלק מהרכיבים הנדרשים זמינים רק באריזות הרכבה-שטח, ואילו אחרים זמינים אך ורק באריזות חור-מעבר. סיבה נוספת להשתמש בשתי השיטות היא שהרכבה דרך החור יכולה לספק כוח נחוץ לרכיבים העשויים לסבול לחץ פיזי, ואילו רכיבים שצפויים להימשך ללא מגע ידרשו פחות מקום בטכניקות הרכבה על פני השטח.
לאחר איכלוס הלוח, הוא עשוי להיבחן במגוון דרכים:
בעוד הכוח כבוי, בדיקה חזותית, בדיקה אופטית אוטומטית. הנחיות JEDEC לגבי מיקום, הלחמה ובדיקה של רכיבי PCB משמשות בדרך כלל לשמירה על בקרת איכות בשלב זה של ייצור PCB.
בעוד הכוח כבוי, ניתוח חתימות אנלוגיות, בדיקת כיבוי.
בזמן שההספק פועל, מבחן במעגל, בו ניתן לבצע מדידות פיזיות (כלומר מתח, תדר).
כאשר הכוח פועל, בדיקה פונקציונלית, רק לבדוק אם ה- PCB עושה את מה שהוא תוכנן לעשות.
כדי להקל על הבדיקות הללו, יתכן ועיצובי PCB מעוצבים עם רפידות נוספות ליצירת חיבורים זמניים. לפעמים רפידות אלה חייבות להיות מבודדות בעזרת נגדים. הבדיקה במעגל עשויה גם להפעיל תכונות בדיקת סריקת גבול של רכיבים מסוימים. ניתן גם להשתמש במערכות בדיקה במעגל לתכנת רכיבי זיכרון בלתי נדיפים על הלוח.
בבדיקת סריקת גבולות, מעגלי הבדיקה המשולבים ב- IC שונים בלוח יוצרים חיבורים זמניים בין עקבות ה- PCB כדי לבדוק כי ה- ICs מותקנים כראוי. בדיקת סריקת גבול מחייבת כי כל ה- IC שיש לבדוק נוהג להשתמש בהליך תצורת בדיקה סטנדרטי, כאשר הנפוצה ביותר היא תקן ה- Joint Test Group Group (JTAG). ארכיטקטורת הבדיקה של JTAG מספקת אמצעי לבדיקת חיבורים בין מעגלים משולבים בלוח מבלי להשתמש בבדיקות בדיקה פיזיות. ספקי כלי JTAG מספקים סוגים שונים של גירויים ואלגוריתמים מתוחכמים, לא רק כדי לאתר את הרשתות הכושלות, אלא גם כדי לבודד את התקלות ברשתות, מכשירים וסיכות ספציפיות.
כאשר לוחות נכשלים בבדיקה, טכנאים עשויים לרסן ולהחליף רכיבים כושלים, משימה הידועה כעבודה מחודשת.
עיצוב
יצירת גרפיקה של מעגלים מודפסים הייתה בתחילה תהליך ידני לחלוטין שנעשה על גליונות מיילר ברורים בסולם של פי שניים או פי 2 מהגודל הרצוי. התרשים הסכימטי הומר לראשונה לפריסה של רפידות סיכה לרכיבים, ואז הועברו עקבות כדי לספק את החיבורים הנדרשים. רשתות מיילר שאינן משוחזרות הודפסו מראש ועזרו בפריסה והעברה יבשה של סידורים נפוצים של אלמנטים במעגל (רפידות, אצבעות מגע, פרופילי מעגלים משולבים וכן הלאה) סייעו לתקנן את הפריסה. עקבות בין מכשירים נעשו עם סרט דבק עצמי. הפריסה המוגמרת "יצירות אמנות" הועתקה אז בצילום על שכבות הנגד של הלוחות המצופים נחושת.
תרגול מודרני פחות אינטנסיבי לעבודה מכיוון שמחשבים יכולים לבצע אוטומטית רבים משלבי הפריסה. ההתקדמות הכללית לעיצוב מעגלים מודפסים של מעגלים מודפסים תכלול:
לכידה סכמטית באמצעות כלי אוטומציה לעיצוב אלקטרוני.
מידות הכרטיס והתבנית נקבעות על בסיס מעגלים נדרשים ועל המקרה של קביעת הרכיבים הקבועים וכיורי החום במידת הצורך.
החלטת שכבות ערימה של ה- PCB. שכבות 1 עד 12 ומעלה בהתאם למורכבות העיצוב. מחליטים מטוס קרקע ומטוס כוח. מטוסי איתות בהם מועברים אותות הם בשכבה העליונה כמו גם בשכבות פנימיות.
קביעת עכבת קו באמצעות עובי שכבה דיאלקטרית, ניתוב עובי נחושת ורוחב עקבות. הפרדת עקבות נלקחה בחשבון גם במקרה של אותות דיפרנציאליים. ניתן להשתמש במיקרוסטריפ, קו קו או קו כפול לניתוב אותות.
מיקום הרכיבים. שיקולים תרמיים וגיאומטריה נלקחים בחשבון. וייס ואדמות מסומנות.
ניתוב עקבות האות. לביצועים אופטימליים של EMI מועברים אותות תדרים גבוהים בשכבות פנימיות בין מטוסי כוח או קרקע, כאשר מטוסי הכוח מתנהגים כקרקע עבור AC.
ייצור קובצי גרבר לייצור.
PWBs רב שכבתיים
אפשרות להקצאת שכבות לקרקע
יוצר מטוסי התייחסות לאותות
בקרת EMI
בקרת עכבה פשוטה יותר
אפשרות להקצאת שכבות למתח אספקה
חלוקת כוח ESL / ESR נמוכה
משאבי ניתוב נוספים לאותות
שיקולים חשמליים בבחירת חומר
קבוע דיאלקטרי (permittivity)
ככל שיציב יותר, כן ייטב
ערכים נמוכים עשויים להתאים יותר לספירת שכבות גבוהה
ערכים גבוהים יותר עשויים להתאים יותר לכמה מבני RF
אובדן משיק
ככל שנמוך, כן ייטב
הופך להיות יותר נושא בתדרים גבוהים יותר
ספיגת לחות
ככל שנמוך, כן ייטב
יכול להשפיע על משיק קבוע ואובדן דיאלקטרי
פירוק מתח
ככל שגבוה, כן ייטב
בדרך כלל לא בעיה, למעט ביישומי מתח גבוה
הִתנַגְדוּת סְגוּלִית
ככל שגבוה, כן ייטב
בדרך כלל לא בעיה, למעט ביישומי דליפה נמוכים