Co je deska s plošnými spoji (PCB)?

Obvykle se učíme, analyzujeme a navrhujeme elektrické nebo elektronické obvody pomocí diagramu. schematickéSkládá se z komponentních symbolů spojených linkami. Symboly představují vše od základních pasivních součástí, jako jsou rezistory nebo kondenzátory, až po složité integrované obvody, jako jsou mikrokontroléry, a čáry představují vodivé cesty, které umožňují volnému toku elektrického proudu z jedné části obvodu do druhé. Běžná je neschopnost řídit motor, blikat LED nebo filtrovat hluk nebo dělat jakékoli další užitečné a zajímavé věci, které, jak doufáme, elektrické systémy udělají. Nakonec je skica jen výkres. Abychom obvodů dosáhli cokoli, musíme přeložit jeho schéma do fyzických komponent a fyzických připojení. Jednoduchá schémata lze obvykle vytvořit na prkénku, ale velká většina návrhů obvodů ano Tištěný spojnebo tištěný spoj Zkrátit.

Struktura PCB

Velmi jednoduchá deska s plošnými spoji je plochý tuhý izolační materiál s tenkými vodivými strukturami, které se lepí na jednu stranu. Tyto vodivé struktury vytvářejí geometrické vzory skládající se například z obdélníků, kruhů a čtverců. Dlouhé, tenké obdélníky fungují jako propojení (tj. Ekvivalent kabelů) a různé tvary fungují jako spojovací body pro komponenty.

Toto je velmi jednoduchý příklad desky plošných spojů. Tato tabulka je vlastně domácí; Další informace najdete v příručce AAC k výrobě desek plošných spojů doma.

Stejně jako příklad na obrázku má deska s plošnými spoji pouze jednu vodivou vrstvu. Jednovrstvá deska plošných spojů je velmi omezující; Realizace obvodu nevede k efektivnímu využití dostupného prostoru a návrhář může mít potíže s vytvářením potřebných propojení. Přidáním dalších vodivých vrstev je deska plošných spojů kompaktnější a snadněji navržitelná. Dvouvrstvá karta je oproti jedné vrstvě obrovským vylepšením a většina aplikací využívá alespoň čtyři vrstvy. Čtyřvrstvá deska se skládá z: horní část plášť Pozadí vrstva a dvě vnitřní vrstvy. („Nahoru“ a „dolů“ nemusí znít jako typická vědecká terminologie, ale ve světě designu a výroby desek plošných spojů se stále jedná o oficiální definice).

Stoh desek plošných spojů zásobník Jedná se o uspořádání vodivých a izolačních vrstev na vícevrstvém PCB. Níže uvedený boční pohled ukazuje stohování čtyřvrstvé karty.

Zvoleným vodivým materiálem je měď. Prepreg je izolační materiál předem impregnovaný pryskyřicí (odtud název) a jádro (také izolace) Doporučuji použít čtyřvrstvou strukturu, kdykoli je to možné, podobné složení jako prepreg. Čtyřvrstvá deska umožňuje rozdělit jednu vnitřní vrstvu na referenční potenciál (tj. Zem) a druhou vnitřní vrstvu na napájecí napětí. Horní a v případě potřeby spodní bude složková vrstva. Toto uspořádání usnadňuje návrh desek plošných spojů a také vám pomůže dosáhnout lepšího výkonu obvodu.

Porozumět funkcím a terminologii desek plošných spojů

V diskusích o deskách plošných spojů se objevují některá konkrétní slova. Tato část vysvětluje fyzické struktury nalezené na PCB a poskytuje vám slova, která používáme k jejich popisu. stopaa připojovací body pro komponenty Podložky (pro kolíky stojící na povrchu desky) a skrz otvory (pro kolíky zasunuté do otvorů v desce). Základní rozložení desek plošných spojů je uspořádat podložky a průchozí otvory tak, aby komponenty správně zapadly, a poté je spojit otvory pomocí těchto podložek a stop. Ne všechny vyvrtané otvory jsou pro součásti průchozích otvorů. Obvykle potřebujeme přenést signál nebo napájecí napětí z jedné vrstvy plošných spojů do druhé a to je dosaženo pomocí malých volných otvorů pro vodiče. silniceMnoho desek plošných spojů zahrnuje také: montážní otvory, který má spíše mechanickou než elektrickou funkci, a proto nemusí být krytina. V této souvislosti se termín „povlak” vztahuje na vodivý materiál uložený ve vyvrtané díře. nalít měď Je to relativně velká část vrstvy PCB vyplněné vodivým materiálem. Rozlití mědi lze použít k zajištění velmi nízkého odporu nebo nízké indukčnosti spojení mezi součástmi a ke zlepšení tepelného výkonu. Nazývá se to vrstva PCB, která se skládá výhradně z velkého úniku mědi. letoun kontejner. Obvykle používáme vnitřní vrstvu jako níže pozemní letadlo a navázat zemní spojení umístěním průchodů poblíž pinů komponent. Průchozí díra nebo cesta začíná jako měděný kruh a poté se změní na díru, když trochu prochází kruhem (ideálně středem kruhu). Doba prsten ve tvaru prstenu Týká se šířky mědi, která zbývá po vyvrtání otvoru. Desky s plošnými spoji obsahují řadu „doplňkových“ informací, které nehrají žádnou roli v elektrické funkčnosti zařízení. Například, referenční ukazatele Jedinečná identifikace komponent, tečky označují správnou orientaci komponent a názvy projektů nebo sériová čísla nám pomáhají sledovat mnoho desek plošných spojů nashromážděných v laboratoři. Na tyto informace odkazujeme následovně: sítotisk.

výsledek

Doufám, že tento článek poskytl zajímavý úvod do struktury a vlastností desek plošných spojů (mimochodem, někdy označovaných jako desky s plošnými spoji). Pokud existuje nějaký problém s PCB, o který nás můžete požádat, abychom se jím zabývali v budoucích článcích, dejte nám prosím vědět v sekci komentáře níže.

Doporučený obrázek (upravený) s laskavým svolením Shal Farley.