Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) εμφανίζονται σχεδόν σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή. Εάν υπάρχουν ηλεκτρονικά εξαρτήματα σε μια συσκευή, όλα είναι τοποθετημένα σε PCB διαφόρων μεγεθών. Εκτός από τη στερέωση διαφόρων μικρών εξαρτημάτων, η κύρια λειτουργία τουPCBείναι να παρέχει την αμοιβαία ηλεκτρική σύνδεση των διαφόρων παραπάνω τμημάτων. Καθώς οι ηλεκτρονικές συσκευές γίνονται όλο και πιο περίπλοκες, απαιτούνται όλο και περισσότερα εξαρτήματα και οι γραμμές και τα εξαρτήματα επάνωPCBείναι επίσης όλο και πιο πυκνά. Ένα πρότυποPCBμοιάζει με αυτό. Μια γυμνή πλακέτα (χωρίς εξαρτήματα πάνω της) αναφέρεται συχνά και ως "Printed Wiring Board (PWB)."
Η πλάκα βάσης της ίδιας της σανίδας είναι κατασκευασμένη από μονωτικό υλικό που δεν λυγίζεται εύκολα. Το υλικό λεπτού κυκλώματος που φαίνεται στην επιφάνεια είναι φύλλο χαλκού. Αρχικά, το φύλλο χαλκού κάλυπτε ολόκληρη την σανίδα, αλλά ένα μέρος της χάραξε κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής και το υπόλοιπο μέρος έγινε ένα λεπτό κύκλωμα σαν πλέγμα. . Αυτές οι γραμμές ονομάζονται σχέδια αγωγών ή καλωδιώσεις και χρησιμοποιούνται για την παροχή ηλεκτρικών συνδέσεων σε εξαρτήματα στοPCB.
Για να συνδέσετε τα μέρη στοPCB, κολλάμε τις ακίδες τους απευθείας στην καλωδίωση. Στο πιο βασικό PCB (μονόπλευρο), τα εξαρτήματα είναι συγκεντρωμένα στη μία πλευρά και τα καλώδια συγκεντρώνονται στην άλλη πλευρά. Ως αποτέλεσμα, πρέπει να κάνουμε τρύπες στην σανίδα έτσι ώστε οι καρφίτσες να περνούν από την σανίδα στην άλλη πλευρά, έτσι ώστε οι καρφίτσες του εξαρτήματος να κολληθούν από την άλλη πλευρά. Εξαιτίας αυτού, η μπροστινή και η πίσω πλευρά του PCB ονομάζονται Component Side και Solder Side, αντίστοιχα.
Εάν υπάρχουν ορισμένα εξαρτήματα στο PCB που πρέπει να αφαιρεθούν ή να επανατοποθετηθούν μετά την ολοκλήρωση της παραγωγής, οι πρίζες θα χρησιμοποιηθούν κατά την εγκατάσταση των εξαρτημάτων. Δεδομένου ότι η υποδοχή είναι απευθείας συγκολλημένη στην πλακέτα, τα μέρη μπορούν να αποσυναρμολογηθούν και να συναρμολογηθούν αυθαίρετα. Παρακάτω φαίνεται η υποδοχή ZIF (Zero Insertion Force), η οποία επιτρέπει εξαρτήματα (σε αυτήν την περίπτωση, την CPU) να εισάγονται εύκολα στην υποδοχή και να αφαιρούνται. Μια ράβδος συγκράτησης δίπλα στην υποδοχή για να συγκρατεί το εξάρτημα στη θέση του αφού το τοποθετήσετε.
Εάν δύο PCB πρόκειται να συνδεθούν μεταξύ τους, χρησιμοποιούμε γενικά συνδετήρες ακμών που είναι κοινώς γνωστοί ως "χρυσά δάχτυλα". Τα χρυσά δάχτυλα περιέχουν πολλά εκτεθειμένα χάλκινα μαξιλάρια, τα οποία είναι στην πραγματικότητα μέρος τουPCBσχέδιο. Συνήθως, κατά τη σύνδεση, εισάγουμε τα χρυσά δάχτυλα σε ένα από τα PCB στις κατάλληλες υποδοχές του άλλου PCB (συνήθως ονομάζονται υποδοχές επέκτασης). Στον υπολογιστή, όπως η κάρτα γραφικών, η κάρτα ήχου ή άλλες παρόμοιες κάρτες διασύνδεσης, συνδέονται με τη μητρική πλακέτα με χρυσά δάχτυλα.
Πράσινο ή καφέ στο PCB είναι το χρώμα της μάσκας συγκόλλησης. Αυτό το στρώμα είναι μια μονωτική ασπίδα που προστατεύει τα χάλκινα σύρματα και επίσης αποτρέπει τη συγκόλληση εξαρτημάτων σε λάθος μέρος. Ένα πρόσθετο στρώμα μεταξοτυπίας είναι τυπωμένο στη μάσκα συγκόλλησης. Συνήθως, κείμενο και σύμβολα (κυρίως λευκά) τυπώνονται σε αυτό για να υποδείξουν τη θέση κάθε μέρους στον πίνακα. Η πλευρά της μεταξοτυπίας ονομάζεται επίσης η πλευρά του μύθου.
Πίνακες μονής όψης
Απλώς αναφέραμε ότι στο πιο βασικό PCB, τα εξαρτήματα είναι συγκεντρωμένα στη μία πλευρά και τα καλώδια είναι συγκεντρωμένα στην άλλη πλευρά. Επειδή τα καλώδια εμφανίζονται μόνο στη μία πλευρά, ονομάζουμε αυτό το είδοςPCBένα μονόπλευρο (Single-sided). Επειδή η μονή πλακέτα έχει πολλούς αυστηρούς περιορισμούς στη σχεδίαση του κυκλώματος (επειδή υπάρχει μόνο μια πλευρά, η καλωδίωση δεν μπορεί να διασταυρωθεί και πρέπει να περάσει γύρω από μια ξεχωριστή διαδρομή), επομένως μόνο τα πρώτα κυκλώματα χρησιμοποιούσαν αυτόν τον τύπο πλακέτας.
Πίνακες Διπλής Όψης
Αυτή η πλακέτα έχει καλωδίωση και στις δύο πλευρές. Ωστόσο, για να χρησιμοποιήσετε δύο πλευρές του καλωδίου, πρέπει να υπάρχει σωστή σύνδεση κυκλώματος μεταξύ των δύο πλευρών. Τέτοιες «γέφυρες» μεταξύ κυκλωμάτων ονομάζονται vias. Οι Vias είναι μικρές τρύπες σε ένα PCB, γεμάτο ή βαμμένο με μέταλλο, που μπορούν να συνδεθούν με καλώδια και στις δύο πλευρές. Επειδή η περιοχή της πλακέτας διπλής όψης είναι διπλάσια από αυτή της σανίδας μονής όψης και επειδή η καλωδίωση μπορεί να παρεμβληθεί (μπορεί να τυλιχτεί στην άλλη πλευρά), είναι πιο κατάλληλη για χρήση σε πιο σύνθετα κυκλώματα από πλακέτες μονής όψης.
Πίνακες πολλαπλών στρώσεων
Προκειμένου να αυξηθεί η περιοχή που μπορεί να καλωδιωθεί, χρησιμοποιούνται περισσότερες πλακέτες μονής ή διπλής όψης για πλακέτες πολλαπλών στρώσεων. Οι σανίδες πολλαπλών στρώσεων χρησιμοποιούν πολλές σανίδες διπλής όψης και τοποθετούν μια μονωτική στρώση μεταξύ κάθε σανίδας και στη συνέχεια κόλλα (πρεσάρισμα). Ο αριθμός των στρώσεων της πλακέτας αντιπροσωπεύει πολλά ανεξάρτητα στρώματα καλωδίωσης, συνήθως ο αριθμός των στρωμάτων είναι άρτιος και περιλαμβάνει τα δύο εξώτατα στρώματα. Οι περισσότερες μητρικές είναι δομές 4 έως 8 επιπέδων, αλλά τεχνικά, σχεδόν 100 επιπέδωνPCBσανίδες μπορούν να επιτευχθούν. Οι περισσότεροι μεγάλοι υπερυπολογιστές χρησιμοποιούν αρκετά πολυεπίπεδες μητρικές πλακέτες, αλλά επειδή αυτοί οι υπολογιστές μπορούν να αντικατασταθούν από συστάδες πολλών συνηθισμένων υπολογιστών, οι πλακέτες εξαιρετικά πολλαπλών επιπέδων έχουν σταδιακά πέσει εκτός χρήσης. Επειδή τα στρώματα σε αPCBείναι τόσο σφιχτά δεμένα, που γενικά δεν είναι εύκολο να δεις τον πραγματικό αριθμό, αλλά αν κοιτάξεις προσεκτικά τη μητρική πλακέτα, ίσως μπορέσεις.
Τα vias που μόλις αναφέραμε, εάν εφαρμοστούν σε μια σανίδα διπλής όψης, πρέπει να τρυπηθούν σε ολόκληρη την σανίδα. Ωστόσο, σε μια πλακέτα πολλαπλών επιπέδων, εάν θέλετε να συνδέσετε μόνο μερικά από αυτά τα ίχνη, τότε τα vias ενδέχεται να σπαταλήσουν κάποιο χώρο ίχνους σε άλλα επίπεδα. Η τεχνολογία Buried vias και blind vias μπορεί να αποφύγει αυτό το πρόβλημα επειδή διαπερνούν μόνο μερικά από τα στρώματα. Οι τυφλές διόδους συνδέουν πολλά στρώματα εσωτερικών PCB σε επιφανειακά PCB χωρίς να διεισδύουν σε ολόκληρη την πλακέτα. Οι θαμμένες διόδους συνδέονται μόνο με την εσωτερικήPCB, οπότε δεν φαίνονται από την επιφάνεια.
Σε πολυστρωματικόPCB, ολόκληρο το στρώμα συνδέεται απευθείας με το καλώδιο γείωσης και το τροφοδοτικό. Έτσι ταξινομούμε κάθε στρώμα ως στρώμα σήματος (Signal), επίπεδο ισχύος (Power) ή στρώμα εδάφους (Ground). Εάν τα εξαρτήματα στο PCB απαιτούν διαφορετικά τροφοδοτικά, συνήθως τέτοια PCB θα έχουν περισσότερα από δύο στρώματα ρεύματος και καλώδια
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-25-2022