Przegląd obwodów drukowanych

Ten artykuł zawiera przegląd płytek drukowanych i obejmuje artykuły na temat materiałów, koncepcji projektowych i punktów testowych. Dzięki połączeniu przykładów i studiów przypadku czytelnik może zrozumieć podstawy projektowania PCB i proces ich produkcji. Zawiera również ważne wskazówki dotyczące opracowywania wysokiej jakości płytek drukowanych.

Płytki drukowane

Płytka drukowana to płaska płytka kompozytowa, która ma jedną lub więcej warstw miedzi. Komponenty są montowane na tych polach i są do nich lutowane. W zależności od rozmiaru i złożoności, płytki drukowane mogą mieć jedną, dwie lub nawet wiele warstw obwodów.

Zanim płytka drukowana będzie mogła zostać zmontowana, musi zostać zaprojektowana i zatwierdzona. Ten krok jest kluczowy, ponieważ błędy w projekcie PCB mogą spowodować opóźnienie dostawy produktu. Po sfinalizowaniu projektu nastąpi produkcja PCB. Zazwyczaj zawiera ona miedź, materiał dielektryczny, sitodruk i maskę lutowniczą.

Materiały

PCB to związki chemiczne o różnych właściwościach. Po uwolnieniu do środowiska nie rozkładają się łatwo, ale pozostają tam przez długi czas. W rzeczywistości mogą nawet przemieszczać się na duże odległości, często znajdując się w śniegu lub wodzie morskiej. Chociaż ich powszechne stosowanie stało się powodem do niepokoju dla wielu osób, wciąż pozostaje wiele do nauczenia się na temat PCB i ich skutków.

Niektóre z najczęstszych zastosowań PCB obejmują maszyny przemysłowe o dużej mocy. Systemy te mogą obsługiwać wysokie napięcie i wysokie prądy. Mogą być również bardzo lekkie i zmieścić się w ciasnych przestrzeniach. Innym popularnym zastosowaniem są rozwiązania oświetleniowe LED. Diody LED mogą być umieszczane bezpośrednio na płytce PCB, a materiał może być zginany.

Koncepcje projektowe

Koncepcja projektu PCB jest podstawą do stworzenia płytki drukowanej dla urządzenia elektronicznego. Określa ona funkcje, cechy, wzajemne połączenia i rozmieszczenie komponentów elektronicznych. Określa również przybliżone wymiary, zakres temperatur i wymagania środowiskowe. Ostateczną koncepcją jest schemat obwodu, który zawiera wszystkie informacje niezbędne do prawidłowego działania urządzenia elektrycznego. Schemat zawiera nazwy komponentów, ich wartości, wartości znamionowe i numery części producenta.

Projektowanie PCB to złożony proces, w którym należy wziąć pod uwagę wiele ważnych elementów. Układ płytki drukowanej ma kluczowe znaczenie. Jeśli nie zostanie wykonany prawidłowo, może prowadzić do zakłóceń elektromagnetycznych lub konfliktów komponentów. Może to ograniczyć działanie płytki lub spowodować jej całkowitą awarię. Może to również skutkować dodatkowym czasem i kosztami produkcji.

Punkty testowe

Punkty testowe to powierzchnie przewodzące na płytce drukowanej, które służą do weryfikacji funkcjonalności obwodu przed jego montażem. Mogą to być pełne miedziane okręgi, wywiercone pady, krótkie zwinięte piny lub przesunięte przewody, które są podłączone do komponentu. Zazwyczaj punkty testowe są oznaczone napięciem i/lub natężeniem prądu, które można zmierzyć za pomocą woltomierza.

Płytka PCB może mieć kilka punktów testowych, które są w zasadzie drukowanymi elementami na płytce. W niektórych przypadkach punktem testowym jest przelotka, która łączy się z wewnętrznym śladem. Korzystając z oprzyrządowania testowego, projektant PCB może uzyskać dostęp do tych punktów podczas testów elektrycznych. W tych punktach można wykonać różne rodzaje testów elektrycznych, takie jak testowanie ciągłości, testowanie w obwodzie lub testowanie za pomocą latającej sondy.

Stack-up

Projekt wielowarstwowego stosu PCC to złożony temat z ogromną ilością wariacji. Chociaż przykładowe układy nie mają na celu spełnienia krytycznych wymagań, mogą zapewnić projektantom pomocny i łatwy do zrozumienia przegląd procesu tworzenia PCB i zapewnić spójne wyniki.

Właściwości dielektryczne PCB zależą od rodzaju materiału dielektrycznego użytego do jej budowy. Droższe płytki PCB zazwyczaj zawierają wysokiej klasy materiały dielektryczne. Jednak PCB mogą być produkowane przy użyciu tanich materiałów dielektrycznych.

Współczynnik kształtu

Projektanci PCB mogą zadawać sobie pytanie: "Czym jest współczynnik kształtu?". Współczynnik kształtu płytki PCB odnosi się do jej właściwości fizycznych, w tym rozmiaru obudowy płytki, wewnętrznej konfiguracji płytki, schematu montażu i innych. Istnieje wiele różnych współczynników kształtu PCB, dlatego ważne jest, aby wiedzieć, jak każdy z nich wpłynie na projekt.

Na przykład, płytki 3,5 cala nie mierzą 3,5 cala; zamiast tego są większe niż dysk, który mieszczą. Ten typ PCB jest idealny dla komputerów przemysłowych, które mają ograniczoną przestrzeń i używają dużo SWAP. Płyta w tym formacie może obsługiwać do czterech różnych interfejsów.