Az új tervezés kezdetén a legtöbb időt az áramkör tervezésével és az alkatrészek kiválasztásával töltötték, és a PCB Az elrendezés és a bekötési szakasz gyakran nem volt átfogó a tapasztalat hiánya miatt. Ha nem fordít elegendő időt és energiát a tervezés NYÁK -elrendezésére és útvonalválasztási fázisára, akkor problémák merülhetnek fel a gyártási szakaszban, vagy funkcionális hibák léphetnek fel, amikor a tervezést a digitális tartományról a fizikai valóságra váltják át. Tehát mi a kulcsa annak az áramköri lapnak a megtervezéséhez, amely mind papíron, mind fizikai formában hiteles? Fedezzük fel az öt legfontosabb NYÁK -tervezési irányelvet, amelyeket tudni kell a gyártható, funkcionális NYÁK tervezésekor.

1 – Finomítsa a komponens elrendezését

A NYÁK -elrendezési folyamat alkatrész -elhelyezési szakasza tudomány és művészet, amely a táblán elérhető elsődleges összetevők stratégiai megfontolását igényli. Bár ez a folyamat kihívást jelenthet, az elektronika elhelyezése határozza meg, hogy milyen egyszerű a tábla gyártása, és mennyire felel meg az eredeti tervezési követelményeknek.

Míg az alkatrészek elhelyezésére vonatkozóan általános általános rend van, például a csatlakozók, a NYÁK -szerelő alkatrészek, a főáramkörök, a precíziós áramkörök, a kritikus áramkörök stb. Elhelyezése, néhány speciális iránymutatást is figyelembe kell venni, többek között:

Tájolás-A hasonló alkatrészek azonos irányú elhelyezésének biztosítása segít a hatékony és hibamentes hegesztési folyamat elérésében.

Elhelyezés – Kerülje a kisebb alkatrészek elhelyezését a nagyobb alkatrészek mögött, ahol a nagyobb alkatrészek forrasztása hatással lehet rájuk.

Szervezet-Az összeszerelési lépések minimálisra csökkentése érdekében ajánlatos az összes felületre szerelhető (SMT) alkatrészt a tábla ugyanazon oldalára helyezni, és az összes átmenő (TH) alkatrészt a tábla tetejére helyezni.

Egy utolsó PCB tervezési útmutató-vegyes technológiájú komponensek (átmenő és felületre szerelhető alkatrészek) használatakor a gyártó további folyamatokat írhat elő a lap összeszereléséhez, ami növeli az összköltséget.

Jó forgácsalkatrész -tájolás (balra) és rossz forgácsalkatrész -orientáció (jobbra)

Jó alkatrész -elhelyezés (bal oldalon) és rossz alkatrész -elhelyezés (jobb oldalon)

2. szám – A tápellátás, a földelés és a jelvezetékek megfelelő elhelyezése

Az alkatrészek elhelyezése után elhelyezheti a tápegységet, a földelést és a jelvezetékeket annak biztosítása érdekében, hogy jelének tiszta, problémamentes útvonala legyen. Az elrendezési folyamat ezen szakaszában tartsa szem előtt a következő irányelveket:

Keresse meg a tápegységet és a földelő sík rétegeit

Mindig ajánlott, hogy a tápegység és az alaplap rétegei szimmetrikusak és középre helyezve kerüljenek a tábla belsejébe. Ez segít megelőzni az áramköri lap meghajlását, ami szintén fontos, ha az alkatrészek helyesen vannak elhelyezve. Az IC tápellátásához ajánlott minden csatornához közös csatornát használni, biztosítani a szilárd és stabil huzalozási szélességet, és kerülni kell a készülékek közötti Daisy lánc hálózati csatlakozásokat.

A jelkábelek kábeleken keresztül csatlakoznak

Ezután csatlakoztassa a jelvezetéket a vázlatos rajz szerint. Ajánlott mindig a lehető legrövidebb utat és a komponensek közötti közvetlen utat választani. Ha az alkatrészeket vízszintesen kell elhelyezni, torzítás nélkül, akkor ajánlott alapvetően vízszintesen bekötni a tábla alkatrészeit, ahol a huzalból kijönnek, majd függőlegesen bekötni, miután kijöttek a huzalból. Ez a komponenst vízszintes helyzetben tartja, miközben a forraszanyag vándorol hegesztés közben. Ahogy az alábbi ábra felső felében látható. Az ábra alsó részén látható jelvezetékek az alkatrészek elhajlását okozhatják, mivel a forrasztás folyik a hegesztés során.

Ajánlott huzalozás (nyilak jelzik a forrasztási áramlás irányát)

Nem ajánlott huzalozás (nyilak jelzik a forrasztási áramlás irányát)

Határozza meg a hálózat szélességét

A tervezéshez különböző hálózatokra lehet szükség, amelyek különböző áramokat hordoznak, ami meghatározza a szükséges hálózati szélességet. Figyelembe véve ezt az alapkövetelményt, ajánlott 0.010 hüvelyk (10 milliméter) szélességet biztosítani az alacsony áramú analóg és digitális jelekhez. Ha a vezeték árama meghaladja a 0.3 ampert, akkor azt ki kell szélesíteni. Íme egy ingyenes vonalszélesség -számológép, amely megkönnyíti a konverziós folyamatot.

Harmadik. – Hatékony karantén

Valószínűleg tapasztalta, hogy a tápellátó áramkörökben lévő nagy feszültség- és áramcsúcsok mennyire zavarhatják az alacsony feszültségű áramszabályozó áramköröket. Az ilyen interferencia problémák minimalizálása érdekében kövesse az alábbi irányelveket:

Elszigetelés – Győződjön meg arról, hogy minden áramforrást külön kell tartani az áramforrástól és a vezérlőforrástól. Ha ezeket össze kell kötnie a NYÁK -ban, győződjön meg arról, hogy a lehető legközelebb van az áramút végéhez.

Elrendezés – Ha egy földsíkot helyezett a középső rétegbe, akkor mindenképpen helyezzen el egy kis impedanciájú utat, hogy csökkentse az áramkör interferenciájának kockázatát, és segítsen megvédeni a vezérlőjelet. Ugyanezeket az irányelveket lehet követni a digitális és az analóg elkülönítése érdekében.

Csatolás – Ahhoz, hogy csökkentse a kapacitív csatolást, mivel nagy földsíkokat és kábeleket helyez föléjük és alá, próbálja meg a föld szimulációját csak analóg jelvezetékeken keresztül keresztezni.

Alkatrész -leválasztási példák (digitális és analóg)

4. szám – Oldja meg a hőproblémát

Előfordult már, hogy az áramkör teljesítménye romlott, vagy akár az áramköri kártya is megsérült hőproblémák miatt? Mivel nem veszik figyelembe a hőelvezetést, sok probléma merült fel sok tervezővel. Íme néhány iránymutatás, amelyet szem előtt kell tartani a hőelvezetési problémák megoldásában:

Határozza meg a zavaró összetevőket

Az első lépés az, hogy elkezdünk gondolkodni azon, hogy mely alkatrészek fogják a legtöbb hőt leadni a tábláról. Ezt úgy teheti meg, hogy először megtalálja a „hőellenállási” szintet az alkatrész adatlapján, majd követi a javasolt irányelveket a termelt hő átadására. Természetesen adhat hozzá radiátorokat és hűtőventilátorokat, hogy az alkatrészek hűvösek maradjanak, és ne feledje, hogy a kritikus alkatrészeket távol kell tartani a magas hőforrásoktól.

Adjon hozzá forrólevegős párnákat

A forrólevegős párnák hozzáadása nagyon hasznos a gyártható áramköri lapokhoz, elengedhetetlenek a magas réztartalmú alkatrészekhez és a többrétegű áramköri lapok hullámforrasztási alkalmazásaihoz. A folyamathőmérséklet fenntartásának nehézségei miatt mindig ajánlott forrólevegős párnákat használni az átmenő lyukakon lévő alkatrészeken, hogy a hegesztési folyamat a lehető legegyszerűbb legyen, mivel lassítja a hőelvezetést az alkatrészek csapjain.

Általános szabály, hogy mindig csatlakoztassa a talajhoz vagy a teljesítménysíkhoz csatlakoztatott átmenő vagy lyukakat forrólevegő pad segítségével. A forrólevegős párnák mellett könnycseppeket is hozzáadhat a párnacsatlakozó vezetékének helyéhez, hogy további rézfólia/fém támaszt biztosítson. Ez segít csökkenteni a mechanikai és hőterhelést.

Tipikus meleglevegős párnacsatlakozás

Forrólevegős párna tudomány:

Sok mérnök, aki a folyamatért vagy az SMT-ért felelős egy gyárban, gyakran találkozik spontán elektromos energiával, például elektromos táblahibákkal, például spontán üres, víztelenítő vagy hideg nedvesítéssel. Függetlenül attól, hogy hogyan kell megváltoztatni a folyamat körülményeit, vagy újra kell hegeszteni a kemence hőmérsékletét, hogyan kell beállítani, bizonyos mennyiségű ón nem hegeszthető. Mi a fene folyik itt?

Eltekintve az alkatrészek és az áramköri lapok oxidációs problémájától, vizsgálja meg a visszatérését, miután a meglévő hegesztési hibák nagyon nagy része valójában az áramköri vezetékek (elrendezés) hiányából származik, és az egyik leggyakoribb a bizonyos hegesztő lábak nagy területű rézlemezhez csatlakoztatva, ezek az alkatrészek hegesztő hegesztő lábak forrasztása után, Egyes kézzel hegesztett alkatrészek hamis hegesztési vagy burkolati problémákat is okozhatnak hasonló helyzetek miatt, és néhányan még a hevítést is elmulasztják a túl hosszú hevítés miatt.

Az általános NYÁK -nak az áramkör kialakításában gyakran nagy területű rézfóliát kell elhelyezni tápegységként (Vcc, Vdd vagy Vss) és földelésként (GND, Ground). Ezek a nagy rézfólia -területek általában közvetlenül kapcsolódnak egyes vezérlőáramkörökhöz (ICS) és az elektronikus alkatrészek csapjaihoz.

Sajnos, ha ezeket a nagyméretű rézfóliákat fel akarjuk melegíteni az olvadó ón hőmérsékletére, általában több időbe telik, mint az egyes betéteknél (a fűtés lassabb), és a hőleadás gyorsabb. Ha egy ilyen nagy rézfólia huzalozás egyik végét olyan apró alkatrészekhez csatlakoztatják, mint a kis ellenállás és a kis kapacitás, a másik végét pedig nem, a hegesztési problémák könnyen megoldhatók az olvadó ón és a megszilárdulási idő következetlensége miatt; Ha a visszaáramló hegesztés hőmérsékleti görbéje nincs megfelelően beállítva, és az előmelegítési idő nem elegendő, ezeknek az alkatrészeknek a nagy rézfóliába kapcsolt forrasztólábai könnyen okozhatják a virtuális hegesztés problémáját, mert nem tudják elérni az olvadó ón hőmérsékletét.

A kézi forrasztás során a nagy rézfóliákhoz csatlakoztatott alkatrészek forrasztási kötései túl gyorsan eloszlanak ahhoz, hogy a szükséges időn belül elkészüljenek. A leggyakoribb hibák a forrasztás és a virtuális forrasztás, ahol a forrasztást csak az alkatrész csapjához hegesztik, és nem az áramköri lap párnájához. A megjelenéstől kezdve a teljes forrasztási kötés golyót képez; Mi több, a kezelő annak érdekében, hogy hegesztse a hegesztő lábakat az áramköri lapra, és folyamatosan emelje a forrasztópáka hőmérsékletét, vagy túl sokáig hevítse, hogy az alkatrészek meghaladják a hőállóság hőmérsékletét és károsodását anélkül, hogy tudnák. Az alábbi ábrán látható módon.

Mivel ismerjük a probléma lényegét, meg tudjuk oldani a problémát. Általában szükségünk van az úgynevezett Thermal Relief betétre, hogy megoldjuk a nagy rézfólia-összekötő elemek hegesztő lábai által okozott hegesztési problémát. Amint az alábbi ábrán látható, a bal oldali vezetékek nem használnak forrólevegő párnát, míg a jobb oldali vezetékek forrólevegős párnát használnak. Látható, hogy a párna és a nagy rézfólia közötti érintkezési területen csak néhány apró vonal található, amelyek nagymértékben korlátozhatják a párna hőmérsékletvesztését és jobb hegesztési hatást érhetnek el.

5. szám – Ellenőrizze munkáját

Könnyű túlterheltnek érezni magát egy tervezési projekt végén, amikor az összes darabot összefújja és felfújja. Ezért a tervezési erőfeszítések kétszeri és háromszoros ellenőrzése ebben a szakaszban jelentheti a különbséget a gyártási siker és a kudarc között.

A minőség -ellenőrzési folyamat befejezéséhez mindig azt javasoljuk, hogy kezdjen egy elektromos szabályellenőrzéssel (ERC) és tervezési szabályellenőrzéssel (DRC) annak ellenőrzésére, hogy tervezése teljes mértékben megfelel -e minden szabálynak és megkötésnek. Mindkét rendszerrel könnyedén ellenőrizheti a távolságokat, a vonalszélességeket, a közös gyártási beállításokat, a nagy sebességű követelményeket és a rövidzárlatokat.

Ha az ERC és a DRC hibamentes eredményeket produkál, ajánlott minden jel vezetékét ellenőrizni a sematikus és a PCB között, egy-egy jelvezetéket, hogy megbizonyosodjon arról, hogy nem hiányzik semmilyen információ. Ezenkívül használja a tervezőeszköz szondázó és maszkoló képességeit annak biztosítására, hogy a NYÁK elrendezési anyaga megfeleljen a sémának.