Cad é Dearadh PCB? Bunús, Céimeanna, Stackup & Leideanna um Fhabhtcheartú

Cad é Dearadh PCB?

Is é dearadh PCB an próiseas a bhaineann le scéimreach ciorcad leictreonach a aistriú go leagan amach boird fhisiciúil ar féidir a mhonarú. Sonraíonn an dearthóir cá háit a shuíonn gach comhpháirt, conas a nascann rianta copair iad, cé mhéad sraitheanna a éilíonn an bord, agus cad iad na hábhair agus na lamháltais a chaithfidh an déantúsóir a chomhlíonadh. Is sraith de chomhaid Gerber an t-aschur — an fhormáid atá ar chaighdeán an tionscail a thiomáineann trealamh déantúsaíochta uathoibrithe.

Tá PCB críochnaithe níos mó ná léaráid sreangú déanta buan. Is struchtúr meicniúil é, córas bainistíochta teirmeach, agus timpeallacht leictreamaighnéadach ar fad ag an am céanna. Comharthaíonn bord dea-dheartha go glan, scaipeann sé teas go héifeachtach, agus pasann sé tástáil EMC. Féadfaidh ceann atá deartha go dona feidhmiú ar an mbinse ach go dteipeann air sa réimse mar gheall ar shaincheisteanna torainn, crosstalk, nó sláine cumhachta nach bhfeictear ach faoi choinníollacha oibriúcháin fíor.

Bunúsacha na PCB Dearadh Ba Chóir do Gach Innealtóir a fhios

Sula n-osclaítear aon uirlis EDA, ní mór do dhearthóir a bheith compordach le dornán de choincheapa bunúsacha a rialaíonn gach cinneadh a dhéantar le linn an leagan amach.

Sraitheanna agus Stackup

Is éard atá i PCBanna ná sraitheanna malartacha copair agus tréleictreach (inslithe) atá lannaithe le chéile. Úsáideann dearaí simplí 2 shraith; úsáideann boird le dlús comhpháirte níos airde nó ceanglais sláine comhartha níos déine 4, 6, 8, nó níos mó. Feidhmíonn gach ciseal ról - ródú comhartha, tagairt talún, nó dáileadh cumhachta - agus tugtar an stackup ar shocrú na sraitheanna seo.

Impedance agus Ionracas Comhartha

Ag minicíochtaí arda, iompraíonn rian copair mar líne tarchurtha. A impedance tréith — arna chinneadh ag leithead rian, tiús copair, tairiseach tréleictreach, agus fad go dtí an plána tagartha is gaire — ní mór an fhoinse agus an bac ualaigh a mheaitseáil chun frithchaitheamh a chosc. Díríonn an chuid is mó de na comhéadain dhigiteacha ar 50 Ω difreálach singil nó 100 Ω. De bharr imeacht ó na luachanna seo is cúis le díghrádú comhartha a théann in olcas le minicíocht.

Sruthanna Filleadh agus Eitleáin Thagartha

Tá cosán fillte ag gach sruth comhartha. Ag minicíochtaí arda, téann an sruth fillte sin díreach faoi rian an chomhartha ar an eitleán tagartha is gaire — ní tríd an gcosán DC is giorra. Ag cur isteach ar an mbealach fillte seo , mar shampla, trí rian trasna eitleáin scoilte nó sliotán a ródú, cuireann sé iachall ar an sruth fillte dul ar seachrán agus cruthaítear aeróg lúb a radaíonn IEA. Tá sé ar cheann de na cinntí leagan amach is mó tionchair a dhéanann dearthóir a bheith ag coimeád eitleáin tagartha leanúnach faoi ródú ardluais.

Céimeanna Dearaidh Bord PCB

Leanann próiseas dearadh PCB seicheamh comhsheasmhach beag beann ar chastacht an bhoird. Is gnách go mbíonn riaracháin chostasacha mar thoradh ar chéimeanna scipeála - go háirithe athbhreithnithe dearadh luatha.

1. Gabháil scéimreach : Sainmhínigh gach comhpháirt, nasc glan, agus rialacha leictreacha in uirlis EDA. Sann lorganna do gach siombail comhpháirte.
2. Riachtanais agus srianta dearaidh : Toisí an chláir doiciméad, líon na gciseal, rialacha íosta rian/spáis, spriocanna bacainní, ceanglais theirmeacha, agus caighdeáin rialála (IPC-2221, IPC-2152, etc.).
3. Sainmhíniú cúltaca : Roghnaigh an comhaireamh ciseal, ábhar, tiús tréleictreach, agus meáchan copair. Deimhnigh spriocanna bacainní le do dhéantóir sula dtosaíonn an ródú.
4. Socrúchán comhpháirte : Cuir comhpháirteanna chun rianta a íoslaghdú le haghaidh líonta criticiúla, ciorcadóireacht a bhaineann le grúpa, meas ar chriosanna teirmeacha, agus freastal ar shrianta meicniúla. Tiomáineann socrúchán 80% de cháilíocht an ródaithe.
5. Cumhacht agus ródú talún : Déan ráillí cumhachta a stiúradh agus eitleáin talún a bhunú roimh ródú comhartha. Caithfidh toilleoirí díchúplála suí chomh gar agus is féidir do bhioráin chumhachta IC.
6. Ródú comhartha : Comharthaí ardluais agus íogair a chur ar aghaidh ar dtús, ag coinneáil bacainní, ag íoslaghdú trí aistrithe, agus ag coinneáil péirí difreálach cúpláilte agus fad-mheaitseála.
7. Seiceáil Riail Dearaidh (DRC) : Rith seiceálacha uathoibrithe le haghaidh sáruithe imréitigh, líonta neamhcheangailte, méid fáinne annular, agus srianta monaraithe.
8. Giniúint Gerber agus athbhreithniú monaraithe : Easpórtáil comhaid déantúsaíochta agus athbhreithnigh iad i breathnóir Gerber sula gcuirtear isteach iad. Deimhnigh cruachta, comhaid druileála, agus scáileán síoda leis an déantóir.

6 Ciseal Sampla Stackup PCB

Is é cruachta 6 chiseal an t-uasghrádú is praiticiúla ó bhord 4 chiseal nuair a bhíonn comhéadain ardluais, ródú dlúth BGA, nó dianriachtanais EMI i gceist leis an dearadh. Ligeann na sraitheanna breise d'eitleáin tagartha tiomnaithe na sraitheanna comhartha istigh a lúibín, rud a chruthaíonn timpeallacht stialllíne rialaithe a laghdaíonn radaíocht agus crosstalk.

Socrú caighdeánach 6 chiseal le haghaidh bord FR-4 1.6 mm:

Le L2 mar thalamh agus L4 mar chumhacht, suíonn Ciseal 3 i gcumraíocht stialllíne dhílis - idir dhá phlána tagartha - rud a fhágann gurb é an áit cheart do na comharthaí is íogaire torainn. Coinníonn an réamhchlaonadh tanaí idir L1 agus L2 (3-4 míle go hiondúil) 50 Ω leithead rianta insroichte ag thart ar 4-5 míle, ag luí le próisis déantúsaíochta caighdeánach.

Conas Fabhtcheartú PCB

Tagann fiú boird dea-dheartha ó am go chéile ó mhonarú le lochtanna, nó teipeann orthu tar éis cóimeála. Aimsíonn próiseas struchtúrtha fabhtcheartaithe - seachas malartú randamach comhpháirte - lochtanna níos tapúla agus seachnaíonn sé damáiste comhthaobhachta.

Céim 1: Amharciniúchadh Sula Cumhachtú Ar

Faoin formhéadú, scrúdaigh an bord le haghaidh droichid sádrála ar ICanna mín-pháirc, ailt fuar (déanta agus gránach seachas mín agus lonrach), comhpháirteanna in easnamh nó droim ar ais, agus aon rian damáiste infheicthe. Tá céatadán suntasach de lochtanna tionóil le feiceáil sula mbíonn gá le haon ionstraim.

Céim 2: Fíorú Iarnróid Cumhachta

Sula gcuireann tú lánchumhacht i bhfeidhm, déan an fhriotaíocht ó gach iarnród cumhachta go talamh a thomhas le iliméadar. Léiríonn léamh íseal nó gar-nialas léamh gearr - áirítear ar chúiseanna coitianta droichid sádrála, toilleoirí millte, nó comhpháirt polaraithe droim ar ais. Nuair a bheidh sé soiléir, cuir an chumhacht i bhfeidhm trí thacar soláthair binse teoranta ag an sruth díreach os cionn an tomhaltais ionchais. Iarnród ag titim faoi ualach pointí ar rialtóir ró-ualaithe nó ar chomhpháirt giorraithe iartheachtach.

Céim 3: Diagnóis Leibhéal Comhartha

Agus ráillí deimhnithe go maith, bain úsáid as oscilloscope chun comharthaí clog a sheiceáil, línte a athshocrú, agus gníomhaíocht bus cumarsáide. Léiríonn cloig ar iarraidh, línte athshocraithe greamaithe, nó tonnfhoirmeacha SPI/I2C/UART míchumtha do réimse sonrach teipe. Tá anailíseoir loighic níos éifeachtaí ná ascalascóp chun iompar bus digiteach ilchomhartha a ghabháil le himeacht ama.

Céim 4: Tástáil Leibhéal Comhpháirte

Má dhéantar comhpháirt amhrasta a aonrú le rianú comhartha, is féidir le tomhais friotaíochta ionchiorcaid (agus cumhacht as) acomhail oscailte nó giorraithe ar acomhail éighníomhacha a dhearbhú. I gcás ICanna, má dhéantar comparáid idir voltais bioráin agus tábla coinníollacha oibriúcháin na mbileog sonraí cúngaítear go tapa cibé an bhfuil soláthar ceart, tagairt agus comharthaí cumasaithe á fháil ag an bhfeiste. Nuair a dheimhnítear go bhfuil comhpháirt lochtach, ina ionad le cuid ar a dtugtar-mhaith sula dtagtar ar chonclúidí — ní réitíonn aon rud é má chuirtear cuid eile ina ionad as an mbaisc chéanna a d’fhéadfadh a bheith lochtach.