Comment fonctionne le circuit imprimé ? Vidéo et explication de texte

Si les appareils électroniques peuvent remplir différentes fonctions, c'est parce que la carte de circuit imprimé interne leur confère diverses capacités. Nous désignons généralement la carte de circuit imprimé de l'équipement par le terme PCB, qui n'est en fait pas le nom correct. La carte de circuit imprimé elle-même ne peut pas fonctionner, elle sert de support à l'équipement électronique, et la carte PCBA est le corps principal qui fait fonctionner l'équipement électronique.

Le smartphone que vous utilisez possède une ligne longue et épurée. La principale fonction de ces lignes est d'intégrer les dispositifs matériels du téléphone mobile dans un seul et même... PCBAIl s'agit notamment du Wi-Fi, de l'antenne, du GPS, du capteur d'empreintes digitales, etc. Dans le contenu qui suit, FS Technology prendra un téléphone mobile comme exemple pour présenter les éléments suivants comment fonctionne le circuit imprimé.

Avant de commencer le texte, regardons une introduction au principe de fonctionnement du PCB par un blogueur de YouTube.

Concepts de base des circuits imprimés

Le développement du PCBA est très rapide. Les humains n'ont jamais su ce qu'était un PCBA, et il n'a fallu qu'un siècle pour comprendre le principe de fonctionnement des circuits imprimés et devenir le cœur de l'industrie électronique. Circuit boards were first invented in 1936 by Austrian Paul Eisner. Its development was aided by the use of the technology in radio equipment by the US military, as the technology became more well-known in the United States. In 1948, PCBA’s ability to work was recognized around the world and used for commercial purposes. In the mid-1950s, printed circuit boards became commonplace in people’s daily lives. As printed circuit boards dominate the electronics manufacturing industry, more and more attention has been paid to how circuit boards work.

Pour les praticiens du secteur non-PCBA, il est facile de confondre les notions de PCB et PCBAAvant d'expliquer le principe de fonctionnement, please let FS Technology clarify several confusing concepts in the PCBA industry pour vous.

PCB : Également connu sous le nom de circuit impriméLes cartes de circuits imprimés, les circuits imprimés, les cartes nues. Vous avez peut-être déjà vu une carte comme celle-ci, de couleur verte ou autre. Ce qui semble être une simple carte de circuit imprimé est en fait un labyrinthe multicouche composé de centaines de fils de cuivre. Le circuit imprimé fournit un support et un blocage efficace pour tous les composants montés sur sa surface, et les lignes au milieu de la carte constituent une plateforme de communication et de collaboration entre les composants.

PCBA: The abbreviation of Assemblage de PCB, although it is only one letter more than PCB, there is an essential difference between the two. Usually, we call the conductive pattern formed by the combination of the circuit and the printed component on the insulating material according to the predetermined design as the PCB, and the board on which electronic components have been installed is called PCBA. The PCBA board is an electronic component that plays a decisive role in electronic products.

PCB VS PCBA

Assemblage SMT : une technologie d'assemblage qui consiste à monter des composants SMD sur un PCB nu. Le nom complet de SMT est Surface Mount Technology.

Montage THT: A traditional technology for installing plug-in components on bare boards. The full name of THT is through-hole technology.

Comment fonctionnent les cartes de circuits imprimés ?

Les circuits imprimés sont fabriqués en isolant la couche conductrice de la feuille de cuivre de surface à travers le matériau isolant de la base du circuit, ce qui permet au courant de circuler à travers divers composants le long d'un parcours prédéfini, pour finalement réaliser des fonctions telles que la production de puissance, l'amplification, l'atténuation, la modulation, la démodulation et le codage. Il s'agit d'une description d'un Site web du gouvernement du PCBA. Il se peut qu'il ne soit pas facile à comprendre pour les non-initiés de l'industrie. FS Technology va démonter le principe de fonctionnement de l'ensemble de la téléphone portable PCBA pour vous montrer.

Connexion des traces du PCBA aux composants

Understanding how a printed circuit board works should start with its composition. The entire PCBA board is composed of bare boards and components, such as microchips, resistors, capacitors and connectors. Les fabricants fixent les composants sur le PCB par soudure ou par d'autres techniques. Take, for example, a single-sided PCB, a board that has composants électroniques and wires on only one side of the board. Habituellement, nous montons les composants sur une carte non conductrice en Montage SMT la technologie ou PCBA Montage DIP technology and connect them through small paths called traces. The traces allow the electrical components on the entire board to function by energizing them. Tous les dispositifs matériels ne sont pas directement montés sur le PCB, les composants tels que les moniteurs et les caméras sont fixés au PCB par des connecteurs et des câbles plats.

The working principle of double-sided and multi-layer circuit boards is to introduce process gas (Ar, N2, O2, etc.) in the high vacuum link, and the gas is ionized into plasma. Under the action of the electric field, these plasmas move toward high potential and low potential respectively. The atomic groups moving toward the low potential bombard the target (copper), so that the copper atoms are stripped from the copper, and finally covered on the substrate (FRP), that is, the copper clad laminate. This is a traditional physical method, which has the advantages of no pollution and mature technology. The disadvantage is that the efficiency is slow and the cycle is long. Si vous voulez vous rendre compte rapidement de la Processus de fabrication des PCBSi vous avez besoin d'une carte de circuit imprimé, vous pouvez créer le motif gravé à l'avance, puis former le circuit imprimé de la manière décrite ci-dessus. Le trou intérieur pour la connexion peut également être plaqué avec du cuivre métallique pour le rendre métallisé.

The picture below is the PCB board taken by FS Technology through X-ray. The dark area in the figure represents the wire or trace, and its part is made of a non-conductive insulator matériel made of woven glass fiber and an FR4 epoxy resin material adhesive. In this X-ray image, you can see that even though there are many wires stacked on top of each other on the board, they are not in any contact with each other.

Carte de circuit imprimé photographiée par rayons X

L'image ci-dessous représente la clé du fonctionnement et de la fonction de la carte de circuit imprimé du téléphone portable - la micropuce, appelée système sur puce ou SoC en abrégé. Comme elle est montée dans une grille de points de connexion sur le circuit imprimé (les plots du réseau bleu à billes), le concentrateur est relié à un fil ou à une trace qui traverse le circuit imprimé. Il existe également de nombreux plots sur le PCBA où sont montées d'autres micro-puces, telles que des puces mémoire et des puces sans fil, ainsi que des résistances, des condensateurs et d'autres composants.

SoC dans le PCBA

Ensuite, concentrons-nous sur un petit ensemble de fils. Comme mentionné ci-dessus, il y a beaucoup de fils à l'intérieur du téléphone, et la longueur totale de ces fils peut faire le tour d'un terrain de football. Dans l'image ci-dessous, nous pouvons voir qu'il y a 15 traces reliant le SOC et la caméra arrière de 16MP, si plus de traces sont utilisées, cela signifie que plus de données peuvent être envoyées. Si vous regardez attentivement, vous verrez que comme ces traces sont nombreuses, elles sont indépendantes les unes des autres. Pour faciliter la compréhension des traces, le schéma ci-dessous ne montre qu'un seul ensemble de fils, mais les traces dans le téléphone sont en fait acheminées le long du bord de la carte de circuit imprimé et reliées à un câble plat à l'écran tactile. Toutes ces minuscules lignes de signaux doivent passer par le mobile Carte PCBA pour travailler. PS : La largeur est inférieure à 1 mm.

15 traces de PCB bien disposées

En bref, le PCB permet à chaque composant de se connecter au SoC ou à une autre puce électronique par le biais de centaines de fils et est organisé de manière assez précise.

La composition de la carte PCB

Le circuit imprimé de ce smartphone est en fait constitué de dix couches conductrices, dont les couches supérieure et inférieure sont utilisées pour monter le circuit imprimé de l'appareil. Composants PCBA et agissent comme des antennes multiples. Pour qu'il fonctionne correctement, des plans d'alimentation et de masse sont inclus sur chaque carte de circuit imprimé. En outre, le plan de masse a également les fonctions de blindage électromagnétique et de dissipation de la chaleur. Les quatre autres couches intermédiaires sont utilisées pour transporter toutes les lignes de communication ou lignes de signaux. Chaque couche conductrice contient du cuivre et des isolants en fibre de verre et en époxy. The smartphone PCBA shown here has only 10 conductive layers, but in other applications they can have 2 to 50 more layers. FS Technology can produce multilayer PCBA with up to 56 layers.

Carte PCBA à dix couches conductrices

In addition, on the top and bottom of the PCBA is a layer of colored masque de soudure, which acts as an electrical insulation and thus makes the pads of the components available. Above it is silkscreen, including ink for marking and letters indicating the location of the components.

Masque de soudure coloré pour PCBA

Pour que la carte de circuit imprimé fonctionne correctement, le signal doit passer par chaque couche de cuivre conductrice et le matériau isolant entre elles. Ce smartphone possède dix couches distinctes de cuivre conducteur et un matériau isolant entre chaque couche. Comment le signal se propage-t-il d'une couche à l'autre ?

Le site Couches de PCB perform this function by drilling or metal plating the signals through vias or vertical interconnects. These vias connect the wires of each layer to each other, thereby connecting multiple components and realizing the work of multi-layer boards. Il y a trois les types de vias que l'on peut obtenir avec le Fabrication de PCB la technologie des fabricants chinois.

  • Trou traversant : un trou allant de la couche supérieure à la couche inférieure.
  • Vias aveugles : Les vias aveugles relient la couche supérieure ou inférieure à la couche intermédiaire.
  • Vias enterrés: while buried vias connect internal layers
Trois types de vias dans le PCBA

Comme ce processus nécessite de traverser de nombreuses couches, lors de la traversée de couches conductrices non connectées, le cuivre autour des vias de cette couche est retiré. Si nous prenons une radiographie pour examiner les pastilles sur le dessus du PCB pour le montage, vous pouvez voir trois ensembles de fils courant dans des directions différentes, tandis que des trous traversent chaque couche.

Ces fils complexes existent sur le PCB au centre du téléphone, et ils sont tellement incroyables. Chaque modèle de smartphone est différent en termes de forme et de spécification, de sorte que les ingénieurs doivent utiliser Outils de conception de PCB pour concevoir différents types de PCBA. Par exemple, certains téléphones mobiles ont des cartes PCB supérieures et inférieures distinctes, la plus grande étant appelée carte principale et la plus petite, carte fille.

Dessin de démontage du PCBA d'un téléphone portable

Autre détail important, le circuit imprimé est plus léger, ne pesant qu'une cuillère à soupe d'eau, et s'intègre parfaitement dans votre téléphone. Les ingénieurs innovent constamment pour rendre les puces, les résistances, les condensateurs, les inductances et les connecteurs aussi petits que possible, certains composants étant plus petits qu'une puce.

Des composants PCBA plus petits qu'une puce

Dans le passé, les conceptions de cartes PCBA utilisaient des composants qui prenaient trop de place sur la carte et sur le tableau. Comme le mécanisme de montage de ces composants consiste à faire passer les broches à travers les trous de connexion, ces anciennes conceptions sont appelées composants à trous traversants. Mais ici, ces composants sont des composants SMD montés par la technologie d'assemblage SMT.

Comment vérifier si un PCB fonctionne ?

Du PCB au PCBA est un processus compliqué, les particuliers et les entreprises d'assemblage doivent inspecter entièrement la qualité d'assemblage du PCB pour s'assurer que le PCB peut fonctionner normalement. FS Technology a expliqué ci-dessus le principe de fonctionnement du circuit imprimé PCB, puis nous allons résoudre les problèmes qui peuvent être rencontrés dans le circuit imprimé auto-fabriqué, c'est-à-dire, comment vérifier si le circuit imprimé fonctionne.

Précision des schémas

Le dessin d'un schéma est la première étape de la fabrication d'un PCB. Ces schémas sont utilisés pour montrer le principe de fonctionnement de l'électricité ainsi que la fonction et la relation de connexion des différents composants électriques. La vérification du schéma est une étape importante pour s'assurer que votre circuit imprimé maison fonctionnera correctement.

  • First check whether the power supply of the Puce IC and the label of the network node are correct;
  • Vérifiez si les nœuds du réseau se chevauchent ;
  • Le modèle de l'emballage du composant, la séquence de broches du composant SMD ;
  • Vérifiez si le câblage est correct, y compris le mauvais câblage, le câblage manquant et le câblage multiple.

Précision de l'installation des composants

As mentioned above, the work of PCB is to provide a platform for electrical connection for electronic applications, and PCBA is the core to realize the operation of electronic applications. After the Assemblage PCBA is completed, it is necessary to inspect the welding and assembly quality of the polar components on the board, such as whether the pins of the light-emitting diodes, rectifier diodes, and triodes correspond. It is worth mentioning that even components with the same function but different procurement channels have different pin ordering. When making the PCBA by yourself, you need to use a multimeter to measure it after the manual soldering is completed, otherwise it will not work when it is used for the PCBA of the keyboard and mouse.

Méthode d'observation électrique

La méthode d'observation de la mise sous tension est une méthode Inspection manuelle des PCB, that is, after the circuit board is energized, it is not eager to test but to observe the changes after energization. Any mistakes in the circuit board manufacturing or soldering process may cause smoke, odor, etc. after power-on, which is not a common circuit operation phenomenon.

Résumez

Ce qui précède est tout au sujet de "Comment fonctionne le circuit imprimé". Dans cet article, FS Technology a fait une description complète de " comment fonctionne le circuit " à "comment vérifier si un PCB fonctionne"et fournit des explications vidéo. Si vous êtes un passionné d'électronique et que vous avez une connaissance approfondie du PCBA, vous pouvez essayer de créer une carte de visite électronique unique en combinant "Comment fonctionnent les circuits imprimés" et "Carte de visite PCB".