À u principiu di u novu cuncepimentu, a maiò parte di u tempu hè statu passatu in u cuncepimentu di circuiti è a selezzione di cumpunenti, è u PCB a dispusizione è u stadiu di fili ùn eranu spessu cunsiderate cumpletamente per mancanza di sperienza. Fallimentu di cunsacrà tempu è sforzu sufficiente à a dispusizione di PCB è à a fase di routing di u cuncepimentu pò comportà prublemi in a fase di fabbricazione o difetti funzionali quandu u cuncepimentu hè passatu da u duminiu digitale à a realtà fisica. Allora chì hè a chjave per cuncepisce un circuitu chì sia autenticu sia in carta sia in forma fisica? Scupremu e prime cinque linee guida di cuncepimentu PCB per sapè quandu cuncepisce un PCB fabbricabile, funzionale.

1 – Affinate u vostru schema di cumpunente

A fase di piazzamentu di i cumpunenti di u prucessu di layout di PCB hè à tempu una scienza è un arte, chì richiede una cunsiderazione strategica di i cumpunenti primari dispunibuli nantu à u bordu. Mentre questu prucessu pò esse sfida, u modu in cui piazzate l’elettronica determinerà quantu hè faciule di fabricà a vostra tavola è quantu soddisfa i vostri requisiti originali di cuncepimentu.

Mentre ci hè un ordine generale generale per u piazzamentu di cumpunenti, cume u piazzamentu sequenziale di connettori, cumpunenti di montaggio PCB, circuiti di potenza, circuiti di precisione, circuiti critichi, ecc., Ci sò ancu alcune linee guida specifiche da tene à mente, cumprese:

Orientazione – Assicurà chì cumpunenti simili sianu pusizionati in a stessa direzzione aiutanu à ottene un prucessu di saldatura efficiente è senza errori.

Piazzamentu – Evita di mette cumpunenti più chjucchi daretu à cumpunenti più grandi induve ponu esse affettati da a saldatura di cumpunenti più grandi.

Organizazione – Hè raccomandatu chì tutti i cumpunenti di montatura superficiale (SMT) sianu posti nantu à u listessu latu di u bordu è chì tutti i cumpunenti passanti (TH) sianu posti sopra à u bordu per minimizà i passi di assemblea.

Una guida finale di cuncezzione di PCB – quandu si utilizanu cumpunenti di tecnulugia mista (cumpunenti attraversu-foru è di superficie), u fabbricante pò richiede prucessi addiziunali per assemblà a tavula, chì aghjunghjerà u vostru costu generale.

Bona orientazione di cumpunente di chip (à manca) è mala orientazione di cumpunente di chip (a destra)

Bona piazza di cumpunente (à manca) è mala piazza di cumpunente (à diritta)

N ° 2 – Piazzamentu currettu di a putenza, di a messa à terra è di u cavu di u signale

Dopu avè piazzatu i cumpunenti, pudete poi mette l’alimentazione elettrica, a messa à terra è u cablaggio di u signale per assicurà chì u vostru signale abbia un percorsu pulitu è ​​senza prublemi. In questu stadiu di u prucessu di layout, tenite in mente e seguenti linee guida:

Situate l’alimentazione elettrica è i piani di pianu di messa à terra

Hè sempre cunsigliatu chì l’alimentu di l’alimentazione è i piani di u pianu di terra sianu posti à l’internu di u bordu pur simmetricu è centratu. Questu aiuta à prevene u vostru circuitu da curvà, ciò chì conta ancu se i vostri cumpunenti sò pusizionati currettamente. Per l’alimentazione di l’IC, si consiglia di aduprà un canale cumunu per ogni alimentazione elettrica, assicurà una larghezza di cablaggio stabile è stabile, è evità cunnessioni di alimentazione da catena Daisy da dispositivo a dispositivo.

I cavi di segnale sò cunnessi attraversu cavi

Dopu, cunnette a linea di segnale secondu u disignu in u schema schematicu. Hè cunsigliatu di piglià sempre u percorsu u più cortu pussibule è u percorsu direttu trà i cumpunenti. Se i vostri cumpunenti anu bisognu à esse posizionati in modu orizzontale senza pregiudiziu, hè cunsigliatu di filà in fondu i cumpunenti di u bordu in modu orizzontale induve esce da u filu è poi fili verticalmente dopu ch’elli esce da u filu. Questu mantene u cumpunente in pusizione orizzontale mentre a saldatura migra durante a saldatura. Cumu hè indicatu in a mità superiore di a figura sottu. U cablaggio di u segnale mostratu in a parte inferiore di a figura pò causà deflessione di i componenti mentre a saldatura scorre durante a saldatura.

Cablu cunsigliatu (e frecce indicanu a direzzione di u flussu di saldatura)

Cablu micca cunsigliatu (e frecce indicanu a direzzione di u flussu di saldatura)

Definisce larghezza di rete

U vostru cuncepimentu pò richiede diverse reti chì portanu diverse correnti, chì determineranu a larghezza di rete necessaria. In cunsiderazione di sta esigenza di basa, si consiglia di furnisce larghezze di 0.010 “(10mil) per segnali analogichi è digitali à bassa corrente. Quandu a vostra linea corrente supera i 0.3 ampere, deve esse allargata. Eccu una calculatrice di larghezza di linea libera per fà u prucessu di cunversione faciule.

Numaru trè. – Quarantena efficace

Probabilmente avete sperimentatu quantu grandi tensioni è attuali picchi in i circuiti di alimentazione ponu interferisce cù i vostri circuiti di cuntrollu di corrente di bassa tensione. Per minimizà tali prublemi di interferenza, seguitate e seguenti linee guida:

Isulamentu – Assicuratevi chì ogni fonte di energia sia mantenuta separata da a fonte di energia è da a fonte di cuntrollu. Se duvete cunnessi inseme in u PCB, assicuratevi chì sia u più vicinu à a fine di u percorsu di putenza quant’è pussibule.

Disposizione – Se avete piazzatu un pianu di terra in u stratu mediu, assicuratevi di piazzà una piccula strada di impedenza per riduce u risicu di qualsiasi interferenza di circuitu di potenza è aiutà à prutege u vostru signale di cuntrollu. E listesse linee guida ponu esse seguitate per tene u vostru numericu è analogicu separatu.

Accoppiamentu – Per riduce l’accoppiamentu capacitivu per via di piazzà grandi piani terrestri è cablaggi sopra è sottu à elli, pruvate à simulà a terra solu attraversu e linee di signale analogicu.

Esempii di isolamentu di cumpunenti (digitale è analogicu)

N ° 4 – Risolve u prublema di calore

Avete mai avutu degradazione di e prestazioni di u circuitu o ancu danni à u circuitu per via di prublemi di calore? Perchè ùn ci hè micca cunsiderazione di a dissipazione di u calore, ci sò stati assai prublemi chì soffrenu parechji cuncettori. Eccu alcune linee guida da tene à mente per aiutà à risolve i prublemi di dissipazione di calore:

Identificà i cumpunenti fastidiosi

U primu passu hè di cumincià à pensà à chì cumpunenti dissipanu u più calore da a tavula. Questu pò esse fattu truvendu prima u livellu di “resistenza termica” in a scheda di dati di u cumpunente è dopu seguitendu e linee guida suggerite per trasferisce u calore generatu. Benintesa, pudete aghjunghje radiatori è ventilatori di raffreddamentu per tene i componenti freschi, è ricordati di tene i componenti critichi luntanu da qualsiasi fonte di calore elevatu.

Aghjunghjite pasticci d’aria calda

L’aghjunta di cuscinetti d’aria calda hè assai utile per i circuiti fabbricabili, sò essenziali per cumpunenti à cuntenutu elevatu di rame è applicazioni di saldatura d’onda nantu à i circuiti multistrati. A causa di a difficoltà di mantene a temperatura di u prucessu, hè sempre raccomandatu di aduprà pastiglie d’aria calda nantu à i cumpunenti passanti per rende u prucessu di saldatura u più semplice pussibule rallentendu u ritmu di dissipazione di calore à i pin di i cumpunenti.

Di regula, cunnette sempre qualsiasi foru passante o passante cunnessu à a terra o à u pianu di putenza aduprendu un pad d’aria calda. Oltre à cuscinetti d’aria calda, pudete ancu aghjunghje gocce di lacrima in u locu di a linea di cunnessione di u pad per furnisce un fogliu di rame / supportu metallicu addizionale. Questu aiutà à riduce u stress meccanicu è termicu.

Cunnessione tipica di pad d’aria calda

Scienza di pad d’aria calda:

Parechji ingegneri incaricati di Processu o SMT in una fabbrica spessu scontranu energia elettrica spontanea, cume difetti di tavule elettriche cume spontanee vuote, de-bagnamentu, o bagnate à freddo. Ùn importa micca cumu cambià e cundizioni di prucessu o a temperatura di u fornu di saldatura di reflow cumu si pò adattà, ci hè una certa proporzione di stagno chì ùn pò micca esse saldata. Chì diavule si passa quì?

À parte u prublema di l’ossidazione di i cumpunenti è di i circuiti, investigate u so ritornu dopu chì una grande parte di a saldatura esistente vene in realtà da u circuitu di u circuitu (dispusizione) chì manca, è unu di i più cumuni hè nantu à i cumpunenti di un certi pedi di saldatura cunnessi à u fogliu di rame di una grande area, questi cumpunenti dopu a saldatura di reflow di pedi di saldatura di saldatura, Alcuni cumpunenti saldati à a manu ponu ancu causà falsi prublemi di saldatura o di rivestimentu per situazione simile, è ancu alcuni ùn riescenu micca à saldà i cumpunenti per via di un riscaldamentu troppu longu.

U PCB generale in u cuncepimentu di u circuitu hà spessu bisognu di mette una grande area di foglia di rame cum’è alimentazione (Vcc, Vdd o Vss) è Terra (GND, Terra). Queste grandi zone di foglia di rame sò generalmente cunnesse direttamente à alcuni circuiti di cuntrollu (ICS) è pin di cumpunenti elettronichi.

Purtroppu, se vulemu scaldà queste grandi zone di foglia di rame à a temperatura di a fusione di stagno, di solitu ci vole più tempu ch’è i pad individuali (u riscaldamentu hè più lente), è a dissipazione di u calore hè più rapida. Quandu una estremità di un grande cablaggio di foglia di rame hè cunnessa à picculi cumpunenti cum’è piccula resistenza è poca capacità, è l’altra estremità ùn hè micca, hè faciule à prublemi di saldatura per via di l’inconsistenza di u stagnu di fusione è di u tempu di solidificazione; Se a curva di temperatura di a saldatura di reflow ùn hè micca regolata bè, è u tempu di preriscaldamentu hè insufficiente, i pedi di saldatura di questi cumpunenti cunnessi in una grande lamina di rame sò faciuli da causà u prublema di a saldatura virtuale perchè ùn ponu micca ghjunghje à a temperatura di stagnu di fusione.

Durante a Saldatura manuale, i giunti di saldatura di cumpunenti cunnessi à grandi fogli di rame si sparteranu troppu prestu per compie in u tempu necessariu. I difetti più cumuni sò a saldatura è a saldatura virtuale, induve a saldatura hè saldata solu à u pin di u cumpunente è micca cunnessa à u pad di u circuitu. Da l’apparizione, tutta a saldatura si salderà formerà una palla; In più, l’operatore per saldà i pedi di saldatura nantu à u circuitu è ​​aumentà costantemente a temperatura di u ferru di saldatura, o riscaldamentu per troppu longu, in modu chì i cumpunenti superanu a temperatura di resistenza à u calore è i danni senza sapene. Cumu hè indicatu in a figura sottu.

Postu chì cunniscimu u puntu di prublema, pudemu risolve u prublema. Generalmente, avemu bisognu di u cosiddettu cuncepimentu di Pad Termale per risolve u prublema di saldatura causatu da i pedi di saldatura di grandi elementi di cunnessione di foglia di rame. Cumu hè indicatu in a figura sottu, u cablatu à manca ùn utilizza micca un pad d’aria calda, mentre chì u cablaghju à destra hà aduttatu una cunnessione di pad d’aria calda. Si pò vede chì ci sò solu poche linee chjuche in a zona di cuntattu trà u pad è una grande lamina di rame, chì ponu limità assai a perdita di temperatura nantu à u pad è uttene un megliu effettu di saldatura.

N ° 5 – Verificate u vostru travagliu

Hè faciule di sentesi sopra à a fine di un prughjettu di cuncepimentu quandu si sbuffa è soffia tutti i pezzi inseme. Dunque, cuntrollà doppiu è triplu u vostru sforzu di cuncepimentu in questa tappa pò significà a differenza trà successu di fabricazione è fallimentu.

Per aiutà à compie u prucessu di cuntrollu di qualità, vi raccomandemu sempre di cumincià cù un cuntrollu di Regula elettrica (ERC) è cuncepimentu di Regula (DRC) per verificà chì u vostru cuncepimentu risponde pienamente à tutte e regule è vincoli. Cù i dui sistemi, pudete verificà facilmente larghezze di liquidazione, larghezze di linea, Impostazioni cumuni di fabbricazione, esigenze à alta velocità è cortocircuiti.

Quandu u vostru ERC è DRC producenu risultati senza errore, hè cunsigliatu di verificà u filatu di ogni signale, da u schematicu à u PCB, una linea di segnale à a volta per assicurassi chì ùn mancanu alcuna infurmazione. Inoltre, aduprate e capacità di sonda è mascheramentu di u vostru strumentu di cuncepimentu per assicurà chì u vostru materiale di dispusizione PCB currisponde à u vostru schema.