Diseinu berriaren hasieran, denbora gehiena zirkuituaren diseinuan eta osagaiak aukeratzen ematen zen, eta PCB diseinua eta kableatuaren etapa askotan ez ziren modu orokorrean kontuan hartzen esperientzia faltagatik. PCBaren diseinuaren eta bideratze faseari behar adina denbora eta esfortzua eskaini ezean, fabrikazio fasean arazoak edo akats funtzionalak sor daitezke diseinua domeinu digitaletik errealitate fisikora igarotzen denean. Orduan, zein da paperean zein forma fisikoan benetakoa den zirkuitu-plaka diseinatzeko gakoa? Arakatu ditzagun PCB fabrikatzaileen bost jarraibide onenak fabrikatzeko moduko PCB funtzionala diseinatzen jakiteko.

1 – Doitu zure osagaiaren diseinua

PCBa diseinatzeko prozesuaren osagaiak kokatzeko fasea zientzia eta artea da, eta arbelean dauden lehen osagaiak aztertu behar dira. Prozesu hau erronka izan daitekeen arren, elektronika jartzeko moduak zure taula fabrikatzea zein erraza den eta zure jatorrizko diseinu eskakizunak nola betetzen dituen zehaztuko du.

Osagaiak kokatzeko ordena orokor orokorra dagoen arren, hala nola konektoreak sekuentzialki kokatzea, PCB muntatzeko osagaiak, potentzia zirkuituak, doitasun zirkuituak, zirkuitu kritikoak, etab., Kontuan izan beharreko zenbait jarraibide zehatz ere badaude, besteak beste:

Orientazioa – Antzeko osagaiak norabide berean kokatzen direla ziurtatzeak soldadura prozesu eraginkorra eta akatsik gabea lortzen lagunduko du.

Jartzea – ​​Saihestu osagai txikienak osagai txikiagoen atzean jartzea, osagai handien soldadurak eragin ditzakeen tokietan.

Antolaketa – Gomendagarria da gainazaleko muntaketa (SMT) osagai guztiak taularen alde berean jartzea eta zulo zeharkako (TH) osagai guztiak taularen gainean jartzea muntaketa pausoak gutxitzeko.

PCBaren azken diseinurako jarraibide bat: teknologiako osagai mistoak (zulo zeharkakoak eta gainazalean muntatzeko osagaiak) erabiltzerakoan, fabrikatzaileak taula osatzeko prozesu osagarriak eska ditzake eta horrek zure kostu orokorra gehituko du.

Txip osagaien orientazio ona (ezkerrean) eta txip osagaien orientazio txarra (eskuinean)

Osagaien kokapen ona (ezkerrean) eta osagaien kokapen txarra (eskuinean)

2. zenbakia – Potentziaren, lurraren eta seinaleen kableatuaren kokapen egokia

Osagaiak jarri ondoren, energia hornidura, lurrera eta seinaleen kablea jar ditzakezu zure seinaleak arazorik gabeko bide garbia izan dezan. Diseinu prozesuaren fase honetan, gogoan izan jarraibide hauek:

Kokatu elikatze-iturria eta lurreko plano geruzak

Beti gomendatzen da elikatze iturria eta lurreko plano geruzak taula barruan jartzea simetrikoak eta zentratuta dauden bitartean. Horrek zure zirkuitu-plaka okertzea eragozten du, eta horrek ere badu garrantzia zure osagaiak ondo kokatuta badaude. IC-a elikatzeko, iturri bakoitzerako kanal arrunta erabiltzea gomendatzen da, kableaturako zabalera sendoa eta egonkorra bermatzea eta gailuz gailu Daisy katearen konexio elektrikoak saihestea.

Seinale kableak kableen bidez konektatzen dira

Ondoren, konektatu seinale-lerroa diagrama eskematikoan diseinatutakoaren arabera. Osagaien artean ahalik eta bide motzena eta bide zuzena hartzea gomendatzen da. Zure osagaiak horizontalean kokatu behar badira alborapenik gabe, gomendagarria da funtsean taularen osagaiak horizontalean hariletik ateratzea eta harietatik atera ondoren bertikalki harilkatzea. Honek osagaia posizio horizontalean mantenduko du soldadura soldatzean zehar migratu ahala. Beheko irudiaren goiko erdian agertzen den moduan. Irudiaren beheko aldean agertzen den seinaleen kableak osagaien desbideratzea eragin dezake soldadura soldatzean zehar.

Gomendatutako kableatua (geziek soldadura fluxuaren norabidea adierazten dute)

Gomendatu gabeko kablea (geziek soldaduraren fluxuaren norabidea adierazten dute)

Sare zabalera zehaztu

Zure diseinuak hainbat korronte eramango dituzten sare desberdinak behar ditu eta horrek zehaztuko du beharrezkoa den sare zabalera. Oinarrizko baldintza hau kontuan hartuta, 0.010 “(10mil) zabalera ematea gomendatzen da korronte baxuko seinale analogiko eta digitaletarako. Zure lineako korrontea 0.3 ampereak gainditzen duenean, zabaldu egin beharko litzateke. Hemen duzu doako linea zabaleraren kalkulagailua bihurketa prozesua errazteko.

Hiru zenbakia. – Berrogeialdia eraginkorra

Ziurrenik ikusi duzu nola elikatzen diren zirkuituetako tentsio eta korronte handiek zure behe-tentsioko korronte kontrol zirkuituekin nola eragotzi dezaketen. Interferentzia arazoak gutxitzeko, jarraitu jarraibide hauek:

Isolamendua – Ziurtatu energia iturri bakoitza energia iturritik eta kontrol iturritik bereizita mantentzen dela. PCBan elkarrekin konektatu behar badituzu, ziurtatu potentzia bide amaierara ahalik eta hurbilen dagoela.

Diseinua – Lurreko plano bat erdiko geruzan kokatu baduzu, ziurtatu inpedantzia bide txiki bat jartzen duzula, potentzia zirkuituaren interferentziaren arriskua murrizteko eta zure kontrol seinalea babesten laguntzeko. Jarraibide berdinak jarrai daitezke zure digitala eta analogikoa bereizita mantentzeko.

Akoplamendua – Lurreko plano handiak eta kableatuak haien gainean eta azpian jartzeagatik akoplamendu kapazitiboa murrizteko, saiatu lurra simulatzen zeharkatzen seinale analogikoen lerroen bidez soilik.

Osagaien isolamendu adibideak (digitalak eta analogikoak)

4. zk. – Ebatzi beroaren arazoa

Izan al duzu inoiz zirkuituaren errendimendua hondatuta edo zirkuitu-plakaren kalteak bero arazoengatik? Beroa xahutzea kontuan hartzen ez denez, arazo ugari izan dituzte diseinatzaile askok. Hona hemen kontuan hartu beharreko zenbait jarraibide, beroa barreiatzeko arazoak konpontzen laguntzeko:

Osagai kezkagarriak identifikatzea

Lehenengo urratsa arbeletik bero gehien xahutuko duten osagaiek pentsatzen hastea da. Horretarako, lehenik eta behin osagaiaren datu-orrian “erresistentzia termikoa” maila aurkitu eta gero sortutako beroa transferitzeko iradokitako jarraibideak jarraituz egin daiteke. Of course, you can add radiators and cooling fans to keep components cool, and remember to keep critical components away from any high heat sources.

Gehitu aire beroko konpresak

Aire beroaren konpresak gehitzea oso erabilgarria da fabrikatzeko zirkuitu-plaketarako, funtsezkoak dira kobrezko eduki handiko osagaietarako eta olatuen soldadura aplikazioetarako geruza anitzeko zirkuitu-plaketan. Prozesuaren tenperatura mantentzeko zailtasunak direla eta, beti gomendatzen da aire beroa erabiltzea zulo zeharreko osagaietan soldadura prozesua ahalik eta sinpleena izan dadin, osagaien pinetan beroa xahutzeko abiadura motelduz.

Arau orokor gisa, konektatu beti lurrera edo potentzia-planoarekin konektatutako edozein zulo edo zeharkako aire beroa erabiliz. Aire beroaren eranskailuez gain, malkoen tantak ere jar ditzakezu konexio-lerroaren kokapenean kobrezko papera / metalezko euskarri osagarria eskaintzeko. Horrek tentsio mekanikoa eta termikoa murrizten lagunduko du.

Aire beroaren pad konexio tipikoa

Air beroa pad zientzia:

Lantegi batean Prozesuaren edo SMTaren arduradun diren ingeniari askok energia espontaneoa izaten dute maiz, hala nola, taula elektrikoaren akatsak, hala nola espontaneoa hutsik egotea, ez bustitzea edo hotzarekin. Ez dio axola prozesuaren baldintzak nola aldatu edo errefusatzeko soldadura labearen tenperatura nola egokitu, lata proportzio jakin bat ezin da soldatu. Zer demontre gertatzen da hemen?

Osagaien eta zirkuituen plaken oxidazio arazoa ez ezik, ikertu itzultzea dagoen soldadura txarraren zati handi bat zirkuituaren plakaren kableatuaren (diseinua) diseinua falta denean eta ohikoenetako bat zenbait soldadura oin handiko kobrezko xaflarekin lotuta, osagai horiek soldadurako soldadura oinak berriro errefusatu ondoren, Eskuz soldatutako osagai batzuek soldadura faltsuak edo estaldura arazoak sor ditzakete antzeko egoerak direla eta, batzuek osagaiak soldatzen ere ez dituzte berotzen gehiegi berotzeagatik.

Zirkuituaren diseinuko PCB orokorrek kobrezko paperezko azalera handi bat jarri behar dute maiz elikatze-iturri gisa (Vcc, Vdd edo Vss) eta lurrean (GND, Ground). Kobrezko paperezko azalera handi horiek zuzenean konektatzen dira kontrol zirkuitu batzuetara (ICS) eta osagai elektronikoen pinetara.

Zoritxarrez, kobrezko paperezko azalera handi horiek eztainu urtzearen tenperatura berotu nahi baditugu, normalean kuxin banakoek baino denbora gehiago behar izaten dute (berotzea motelagoa da), eta beroa xahutzea azkarragoa da. Kobrezko paperezko kable handi horren mutur bat erresistentzia txikia eta kapazitantzia txikia bezalako osagai txikiekin konektatzen denean eta beste muturra ez denean, erraza da soldadura arazoak, eztainua urtzearen eta solidotze denboraren inkoherentzia dela eta; Errefusatze soldaduraren tenperatura kurba ondo egokitzen ez bada, eta berotze denbora nahikoa ez bada, kobrezko papera handian konektatutako osagai horien soldadura oinak erraz sortzen dira soldadura birtualaren arazoa, ezin baitira urtzen den eztainu tenperatura iritsi.

Eskuz soldatzeko garaian, kobrezko paper handiekin konektatutako osagaien soldadura artikulazioak azkarregi xahutuko dira behar den denboran osatzeko. Akats ohikoenak soldadura eta soldadura birtuala dira, non soldadura osagaiaren pinera bakarrik soldatzen baita eta ez dago zirkuitu-plakaren pad-era konektatuta. Agerralditik, soldadura artikulazio osoak bola bat eratuko du; Gainera, operadoreak soldadura oinak zirkuitu plakan soldatu eta soldaduraren tenperatura etengabe handitzeko edo berotzeko denbora gehiegi luzatzeko, osagaiek beroarekiko erresistentzia tenperatura eta kalteak gainditu ditzaten jakin gabe. Beheko irudian agertzen den bezala.

Arazoaren puntua ezagutzen dugunez, arazoa konpon dezakegu. Oro har, kobrezko papera handiko lotura-elementuen soldadura-oinak eragindako soldadura-arazoa konpontzeko erliebe termikoen erliebeen diseinua eskatzen dugu. Beheko irudian ikusten den bezala, ezkerreko kableatuak ez du aire beroa erabiltzen, eskuineko kableak berriz, aire beroaren konexioa hartu du. Ikusten denez, kuxinaren eta kobrezko papera handiaren arteko kontaktuaren eremuan lerro txiki batzuk besterik ez daude, kuxinaren tenperatura galtzea asko muga dezakete eta soldadura efektu hobea lor dezakete.

5. zenbakia – Egiaztatu zure lana

Erraza da diseinu proiektu baten amaieran larrituta sentitzea pieza guztiak batera puzten eta puzten ari zarenean. Hori dela eta, fase honetan zure diseinu ahalegina egiaztatzeak bikoitza eta hirukoitza fabrikazioaren arrakastaren eta porrotaren arteko aldea izan dezake.

Kalitatea kontrolatzeko prozesua osatzen laguntzeko, beti gomendatzen dugu Arau elektrikoen egiaztapenarekin (ERC) eta diseinuaren Arauen egiaztapenarekin (DRC) hastea, zure diseinuak arau eta muga guztiak betetzen dituela egiaztatzeko. Bi sistemen bidez, erraz egiaztatu ditzakezu sakonera zabalerak, lerro zabalerak, fabrikazio ezarpen arruntak, abiadura handiko eskakizunak eta zirkuitulaburrak.

Zure ERC eta DRC akatsik gabeko emaitzak sortzen dituztenean, seinale bakoitzaren kableatzea egiaztatzea gomendatzen da, eskematikotik PCBra, seinale lerro bat aldi berean, inolako informaziorik galtzen ez duzula ziurtatzeko. Era berean, erabili zure diseinu tresnaren probaketa eta maskaratze gaitasunak PCBaren diseinurako materiala zure eskemarekin bat etor dadin.