PCB dizaynerlərinin öyrənməli olduğu beş PCB Dizayn qaydası

Yeni dizaynın başlanğıcında, çox vaxt dövrə dizaynına və komponent seçiminə sərf edildi PCB Təchizat çatışmazlığı səbəbindən düzülmə və kabel çəkmə mərhələsi çox vaxt hərtərəfli nəzərə alınmırdı. Dizaynın PCB düzülüşünə və marşrutlaşdırma mərhələsinə kifayət qədər vaxt və səy sərf etməməsi, dizayn rəqəmsal alandan fiziki reallığa keçdikdə istehsal mərhələsindəki problemlərə və ya funksional qüsurlara səbəb ola bilər. Beləliklə, həm kağız üzərində, həm də fiziki formada orijinal olan bir devre kartı dizaynının açarı nədir? İstehsal edilə bilən, işlək bir PCB dizayn edərkən bilmək üçün ilk beş PCB dizayn qaydalarını araşdıraq.

ipcb

1 – Komponent düzənini dəqiq tənzimləyin

PCB düzəltmə prosesinin komponent yerləşdirmə mərhələsi, lövhədə mövcud olan əsas komponentlərin strateji nəzərdən keçirilməsini tələb edən həm elm, həm də sənətdir. Bu proses çətin olsa da, elektronikanı yerləşdirmə üsulunuz, lövhənizi hazırlamağın nə qədər asan olduğunu və orijinal dizayn tələblərinizə nə dərəcədə uyğun olduğunu müəyyən edəcək.

Bağlayıcıların ardıcıl yerləşdirilməsi, PCB montaj komponentləri, güc sxemləri, dəqiq dövrələr, kritik sxemlər və s.

İstiqamətləndirmə-Bənzər komponentlərin eyni istiqamətdə yerləşməsini təmin etmək, səmərəli və xətasız qaynaq prosesinə nail olmağa kömək edəcək.

Yerləşdirmə – Kiçik komponentləri daha böyük komponentlərin lehimindən təsirlənə biləcəyi böyük hissələrin arxasına qoymayın.

Təşkilat-Montaj addımlarını minimuma endirmək üçün bütün səthə montaj (SMT) komponentlərinin lövhənin eyni tərəfinə və bütün deşik (TH) komponentlərinin lövhənin üstünə yerləşdirilməsi tövsiyə olunur.

Bir son PCB dizayn təlimatı-qarışıq texnologiya komponentləri (çuxur və səthə montaj komponentləri) istifadə edərkən, istehsalçı lövhənin yığılması üçün ümumi xərclərinizə əlavə edəcək əlavə proseslər tələb edə bilər.

Yaxşı çip komponenti istiqaməti (solda) və pis çip komponenti istiqaməti (sağda)

Yaxşı komponent yerləşdirmə (solda) və pis komponent yerləşdirmə (sağda)

No 2 – Gücün, topraklamanın və siqnal tellərinin düzgün yerləşdirilməsi

Komponentləri yerləşdirdikdən sonra, siqnalınızın təmiz, problemsiz bir yola malik olmasını təmin etmək üçün enerji təchizatı, topraklama və siqnal kabellərini yerləşdirə bilərsiniz. Layihə prosesinin bu mərhələsində aşağıdakı qaydaları nəzərə alın:

Enerji təchizatı və torpaqlama təyyarə qatlarını tapın

Həmişə simmetrik və mərkəzləşdirilmiş halda enerji təchizatı və yer səthi təbəqələrinin lövhənin içərisinə yerləşdirilməsi tövsiyə olunur. Bu, lövhənizin əyilməsinin qarşısını almağa kömək edir, bu da komponentlərinizin düzgün yerləşdirilməsi vacibdir. IC-ni işə salmaq üçün, hər bir enerji təchizatı üçün ümumi bir kanaldan istifadə etmək, möhkəm və sabit bir kabel genişliyi təmin etmək və cihazdan-cihaza Daisy zəncirinin elektrik əlaqələrindən çəkinmək tövsiyə olunur.

Siqnal kabelləri kabellər vasitəsilə bağlanır

Sonra, sxematik diaqramdakı dizayna uyğun olaraq siqnal xəttini bağlayın. Həmişə mümkün olan ən qısa yolu və komponentlər arasında birbaşa yolu seçmək tövsiyə olunur. Komponentlərinizin əyilmədən yatay şəkildə yerləşdirilməsi lazımdırsa, lövhənin komponentlərini əsasən teldən çıxdıqları yerdə üfüqi şəkildə, sonra da teldən çıxdıqdan sonra şaquli olaraq tel çəkməyiniz tövsiyə olunur. Bu, qaynaq zamanı lehim köçərkən komponenti üfüqi vəziyyətdə saxlayacaq. Aşağıdakı şəklin yuxarı yarısında göstərildiyi kimi. Şəklin aşağı hissəsində göstərilən siqnal telləri, qaynaq zamanı lehim axdığı üçün komponentlərin əyilməsinə səbəb ola bilər.

Tövsiyə olunan naqillər (oxlar lehim axınının istiqamətini göstərir)

Tövsiyə edilməyən məftillər (oxlar lehim axınının istiqamətini göstərir)

Şəbəkə genişliyini təyin edin

Dizaynınız, tələb olunan şəbəkə genişliyini təyin edəcək müxtəlif cərəyanlar daşıyacaq fərqli şəbəkələr tələb edə bilər. Bu əsas tələb nəzərə alınmaqla, aşağı cərəyanlı analoq və rəqəmsal siqnallar üçün 0.010 düym (10 mil) genişlik təmin edilməsi tövsiyə olunur. Xətt cərəyanınız 0.3 amperi keçdikdə genişləndirilməlidir. Dönüşüm prosesini asanlaşdırmaq üçün pulsuz bir xətt genişliyi kalkulyatoru.

Üç nömrə. – Effektiv karantin

Yəqin ki, enerji təchizatı dövrələrindəki böyük gərginlik və cərəyanların aşağı gərginlikli cərəyan idarəetmə sxemlərinizə necə mane ola biləcəyini yaşamısınız. Bu cür müdaxilə problemlərini minimuma endirmək üçün aşağıdakı qaydalara əməl edin:

İzolyasiya – Hər bir enerji mənbəyinin enerji mənbəyindən və nəzarət mənbəyindən ayrı saxlanıldığından əmin olun. PCB -də onları bir -birinə bağlamalısınızsa, güc yolunun sonuna mümkün qədər yaxın olduğundan əmin olun.

Layout – Orta təbəqəyə bir torpaq təyyarəsi qoymusunuzsa, hər hansı bir elektrik dövrəsi müdaxiləsi riskini azaltmaq və nəzarət siqnalınızı qorumaq üçün kiçik bir empedans yolu yerləşdirdiyinizə əmin olun. Rəqəmsal və analoqunuzu ayrı saxlamaq üçün eyni qaydalara əməl oluna bilər.

Kuplaj – Böyük torpaq təyyarələri və onların üstündəki və aşağıdakı tellərin yerləşdirilməsi səbəbindən kapasitiv birləşməni azaltmaq üçün, yalnız analoq siqnal xətləri vasitəsilə simulyasiya edilmiş torpağı keçməyə çalışın.

Komponent izolyasiya nümunələri (rəqəmsal və analoq)

No.4 – İstilik problemini həll edin

İstilik problemləri səbəbiylə heç bir dövrənin performansında pisləşmə və ya hətta devre kartı zədəsi olmusunuzmu? İstilik yayılmasının nəzərə alınmadığı üçün bir çox dizaynerləri narahat edən bir çox problem var. İstilik yayılma problemlərini həll etmək üçün yadda saxlamaq lazım olan bəzi qaydalar:

Problemli komponentləri müəyyənləşdirin

İlk addım, hansı komponentlərin lövhədən ən çox istilik yayacağını düşünməyə başlamaqdır. Bunu əvvəlcə komponentin məlumat vərəqində “istilik müqaviməti” səviyyəsini tapmaq və sonra yaranan istiliyi ötürmək üçün təklif olunan qaydalara riayət etməklə etmək olar. Əlbəttə ki, komponentləri sərinləmək üçün radiatorlar və soyutma fanatları əlavə edə bilərsiniz və kritik komponentləri yüksək istilik mənbələrindən uzaq tutmağı unutmayın.

İsti hava yastıqları əlavə edin

İsti hava yastıqlarının əlavə edilməsi, istehsal olunan elektron lövhələr üçün çox faydalıdır, onlar yüksək mis tərkibli komponentlər və çox qatlı lövhələrdə dalğa lehimləmə tətbiqləri üçün vacibdir. Proses istiliyinin saxlanılmasının çətinliyi səbəbindən, qaynaq prosesini mümkün qədər sadə etmək üçün komponentlərin sancaqlarında istilik yayılma sürətini yavaşlatmaq üçün dəlikdən keçən hissələrdə isti hava yastıqlarından istifadə etmək tövsiyə olunur.

Ümumi bir qayda olaraq, həmişə isti hava yastığı istifadə edərək yerə və ya güc təyyarəsinə bağlı olan hər hansı bir deşik və ya dəliyi birləşdirin. İsti hava yastıqlarına əlavə olaraq, əlavə mis folqa/metal dəstəyi təmin etmək üçün yastıq bağlantı xəttinin yerinə gözyaşardıcı damcılar da əlavə edə bilərsiniz. Bu, mexaniki və termal stressi azaltmağa kömək edəcək.

Tipik isti hava yastığı bağlantısı

İsti hava yastığı elmi:

Bir fabrikdə Proses və ya SMT-dən məsul olan bir çox mühəndis, tez-tez kortəbii boş, nəmləndirmə və ya soyuq ıslatma kimi elektrik lövhəsi qüsurları kimi spontan elektrik enerjisi ilə qarşılaşır. İşləmə şərtlərini necə dəyişdirmək və ya qaynaq sobasının temperaturunu necə tənzimləmək olarsa, qalayın müəyyən bir hissəsi qaynaqlana bilməz. Burada nə baş verir?

Komponentlərin və dövrə lövhələrinin oksidləşmə problemindən başqa, mövcud qaynağın çox böyük bir hissəsinin əslində elektron lövhənin naqillərinin (layout) dizaynının çatışmazlığından qaynaqlandıqdan sonra geri qayıtmasını araşdırın. geniş sahənin mis təbəqəsinə bağlı müəyyən qaynaq ayaqları, qaynaq qaynaq ayaqlarını yenidən axıtdıqdan sonra bu komponentlər, Əllə qaynaqlanan bəzi komponentlər də oxşar vəziyyətlər səbəbindən saxta qaynaq və ya üzlük problemlərinə səbəb ola bilər və bəziləri çox uzun istiləşmə səbəbindən komponentləri qaynaq edə bilmirlər.

Dövrə dizaynındakı Ümumi PCB -lərin çox vaxt enerji təchizatı (Vcc, Vdd və ya Vss) və Ground (GND, Ground) kimi geniş bir mis folqa sahəsi qoyması lazımdır. Mis folyonun bu böyük sahələri ümumiyyətlə bəzi idarəetmə sxemlərinə (ICS) və elektron komponentlərin pinlərinə birbaşa bağlıdır.

Təəssüf ki, mis folyonun bu böyük sahələrini qalay əriyən temperatura qədər qızdırmaq istəyiriksə, adətən fərdi yastiqciklərə nisbətən daha çox vaxt tələb olunur (istiləşmə daha yavaş olur) və istilik yayılması daha sürətli olur. Belə böyük bir mis folqa naqillərinin bir ucu kiçik müqavimət və kiçik tutum kimi kiçik komponentlərə qoşulduqda, digər ucu isə qalay əriməsi və bərkimə müddətinin uyğunsuzluğu səbəbindən qaynaq problemlərini həll etmək asandır; Yenidən qaynaq qaynağının temperatur əyrisi yaxşı tənzimlənmirsə və əvvəlcədən isidilmə müddəti kifayət deyilsə, böyük mis folqa ilə bağlanmış bu komponentlərin lehim ayaqları ərimiş qalay istiliyinə çata bilmədiyi üçün virtual qaynaq probleminə səbəb ola bilər.

Əl Lehimləmə zamanı, böyük mis folqa ilə birləşdirilmiş komponentlərin lehim birləşmələri lazımi vaxtda tamamlanmaq üçün çox tez dağılacaq. Ən çox görülən qüsurlar, lehim yalnız komponentin pininə qaynaqlandığı və dövrə lövhəsinin yastığına bağlanmadığı lehimləmə və virtual lehimdir. Görünüşündən, bütün lehim birləşməsi bir top meydana gətirəcək; Bundan əlavə, qaynaq ayaqlarını dövrə lövhəsinə qaynaq etmək və lehimləmə dəmirinin istiliyini daim artırmaq və ya çox uzun müddət qızdırmaq üçün, komponentlər bilmədən istilik müqavimətinin temperaturunu və zədəsini aşır. Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi.

Problemi bildiyimiz üçün problemi həll edə bilərik. Ümumiyyətlə, böyük mis folqa birləşdirən elementlərin qaynaq ayaqlarının səbəb olduğu qaynaq problemini həll etmək üçün sözdə Termal Rölyef yastığı dizaynını tələb edirik. Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, soldakı naqillər isti hava yastığı istifadə etmir, sağdakı naqillər isə isti hava yastığı bağlantısı qəbul etmişdir. Döşəmə ilə böyük mis folqa arasındakı təmas sahəsində yalnız bir neçə kiçik xəttin olduğu görülə bilər ki, bu da yastıqdakı temperatur itkisini çox məhdudlaşdıra bilər və daha yaxşı qaynaq effekti əldə edə bilər.

No 5 – İşinizi yoxlayın

Bir dizayn layihəsinin sonunda bütün parçaları bir araya gətirdiyiniz zaman boğulmuş hiss etmək çox asandır. Bu səbəbdən, bu mərhələdə dizayn səylərinizin ikiqat və üç dəfə yoxlanılması istehsalın müvəffəqiyyəti ilə uğursuzluğu arasındakı fərq deməkdir.

Keyfiyyətə nəzarət prosesinin tamamlanmasına kömək etmək üçün, dizaynınızın bütün qaydalara və məhdudiyyətlərə tam cavab verdiyini yoxlamaq üçün hər zaman elektrik qaydalarının yoxlanılması (ERC) və dizayn qaydalarının yoxlanılması (DRC) ilə başlamağınızı məsləhət görürük. Hər iki sistemlə boşluq genişliklərini, xətt genişliklərini, ümumi istehsal parametrlərini, yüksək sürət tələblərini və qısa dövrələri asanlıqla yoxlaya bilərsiniz.

ERC və DRC-də səhvsiz nəticələr verildikdə, hər hansı bir məlumatı itirmədiyinizə əmin olmaq üçün sxematikdən PCB-yə qədər hər bir siqnalın kabelini yoxlamaq məsləhət görülür. Ayrıca, PCB layout materialınızın sxeminizə uyğun olmasını təmin etmək üçün dizayn alətinizin araşdırma və maskalanma qabiliyyətlərindən istifadə edin.