Fimm PCB hönnunarleiðbeiningar sem PCB hönnuðir verða að læra

Í upphafi nýju hönnunarinnar var mestum tíma varið í hringrásarhönnun og val á íhlutum og PCB skipulag og raflögn stig var oft ekki talið ítarlega vegna skorts á reynslu. Misbrestur við að verja nægjanlegum tíma og fyrirhöfn í uppsetningu PCB og leiðarstig hönnunarinnar getur leitt til vandamála á framleiðslustigi eða hagnýtra galla þegar hönnunin er færð frá stafræna léninu yfir í líkamlegan veruleika. Svo hver er lykillinn að því að hanna hringrás sem er ekta bæði á pappír og í líkamlegu formi? Við skulum kanna fimm bestu PCB hönnunarleiðbeiningarnar til að vita þegar hönnuð er framleiðanleg, hagnýtur PCB.

ipcb

1 – Fínstilltu skipulag íhluta þinna

Staðsetningarþáttur PCB uppsetningarferlisins er bæði vísindi og list sem krefst strategískrar íhugunar á aðalþáttum sem til eru á borðinu. Þó að þetta ferli geti verið krefjandi, mun leiðin við að setja rafeindatækni ákvarða hversu auðvelt það er að framleiða spjaldið og hversu vel það uppfyllir upprunalegu hönnunarkröfurnar þínar.

Þó að almenn almenn skipun sé um staðsetningu íhluta, svo sem röð tenginga, PCB festingarhluta, rafrásir, nákvæmni hringrás, gagnrýna hringrás osfrv., Það eru einnig nokkrar sérstakar leiðbeiningar sem þarf að hafa í huga, þar á meðal:

Stefnumörkun-Að tryggja að svipaðir íhlutir séu staðsettir í sömu átt mun hjálpa til við að ná fram skilvirku og villulausu suðuferli.

Staðsetning – Forðist að setja smærri íhluti á bak við stærri íhluti þar sem þeir geta haft áhrif á lóðun stærri íhluta.

Skipulag-Mælt er með því að allir yfirborðsfestir (SMT) íhlutir séu settir á sömu hlið borðsins og að allir íhlutir (TH) íhlutir séu settir ofan á spjaldið til að lágmarka samsetningarskref.

Ein síðasta PCB hönnunarleiðbeiningin-þegar blönduð tækniíhlutir eru notaðir (í gegnum holur og yfirborðsfestir íhlutir) getur framleiðandinn krafist viðbótarferla til að setja saman spjaldið, sem mun auka heildarkostnað þinn.

Góð stefna flísíhluta (vinstri) og slæm stefna flísíhluta (hægri)

Góð staðsetning íhluta (vinstri) og léleg staðsetning íhluta (hægri)

Nr. 2 – Rétt staðsetning á afli, jarðtengingu og merki raflögn

Eftir að íhlutirnir hafa verið settir geturðu síðan sett aflgjafa, jarðtengingu og merki til að tryggja að merki þitt sé með hreina, vandræðalausa leið. Á þessu stigi skipulagsferlisins skaltu hafa eftirfarandi leiðbeiningar í huga:

Finndu aflgjafann og jarðtengdu planlagin

Það er alltaf mælt með því að aflgjafinn og jarðlögin séu lögð inni í spjaldið á meðan þau eru samhverf og miðju. Þetta hjálpar til við að koma í veg fyrir að hringrásarbúnaðurinn beygist, sem skiptir líka máli ef íhlutir þínir eru rétt staðsettir. Til að knýja IC er mælt með því að nota sameiginlega rás fyrir hvern aflgjafa, tryggja trausta og stöðuga víddarbúnað og forðast rafmagnstengingar milli Daisy keðju.

Merkjasnúrur eru tengdar í gegnum snúrur

Næst skaltu tengja merkjalínuna samkvæmt hönnuninni í skýringarmyndinni. Mælt er með því að fara alltaf stystu mögulegu leiðina og beina leið milli íhluta. Ef staðsetja þarf íhluti þína lárétt án hlutdrægni, þá er mælt með því að þú þrengir í raun hluti spjaldsins lárétt þar sem þeir koma út úr vírnum og síðan lóðréttir um þá eftir að þeir koma út úr vírnum. Þetta mun halda íhlutnum í láréttri stöðu þegar lóðmálmur flytur við suðu. Eins og sést á efri hluta myndarinnar hér að neðan. Merki raflögnin sem sýnd er í neðri hluta myndarinnar getur valdið beygju íhluta þegar lóðmálmur flæðir við suðu.

Mælt með raflögn (örvar gefa til kynna lóðstreymisstefnu)

Ómælt raflögn (örvar gefa til kynna lóðstreymisstefnu)

Skilgreindu netbreidd

Hönnun þín getur krafist mismunandi neta sem munu bera ýmsa strauma sem ákvarða nauðsynlega breidd netkerfisins. Með hliðsjón af þessari grunnkröfu er mælt með því að útvega 0.010 “(10mil) breiddir fyrir lítinn straum hliðstæða og stafræna merki. Þegar línustraumur þinn fer yfir 0.3 amper ætti að víkka hann. Hér er ókeypis reiknivél fyrir breidd línu til að auðvelda umbreytingarferlið.

Númer þrjú. – Árangursrík sóttkví

Þú hefur sennilega upplifað hversu miklar spennu- og straumspikes í aflgjafarrásum geta truflað lágspennu núverandi stjórnrásir þínar. Til að lágmarka slík truflunarvandamál skaltu fylgja eftirfarandi leiðbeiningum:

Einangrun – Gakktu úr skugga um að hver aflgjafi sé aðskilinn frá aflgjafa og stjórnunargjafa. Ef þú verður að tengja þau saman í PCB, vertu viss um að það sé eins nálægt loki rafmagnsleiðarinnar og mögulegt er.

Skipulag – Ef þú hefur sett jarðplan í miðlagið, vertu viss um að setja lítið viðnámslóð til að draga úr hættu á truflunum á rafrásum og vernda stjórnmerki þitt. Hægt er að fylgja sömu leiðbeiningum til að halda stafrænu og hliðrænu aðskildu.

Tenging – Til að draga úr rafrýmdri tengingu vegna þess að stórar flugvélar eru lagðar og raflagnir fyrir ofan og neðan þær, reyndu aðeins að líkja eftir jörðu í gegnum hliðstæða merkjalínur.

Dæmi um einangrun íhluta (stafrænt og hliðstætt)

No.4 – Leysið hitavandann

Hefur þú einhvern tíma fengið rýrnun á afköstum hringrásar eða jafnvel skemmdum á hringborði vegna hitavandamála? Þar sem ekki er tekið tillit til hitaleiðni hafa mörg vandamál verið að hrjá marga hönnuði. Hér eru nokkrar leiðbeiningar til að hafa í huga til að leysa vandamál með hitaleiðni:

Þekkja vandræðalega hluti

Fyrsta skrefið er að byrja að hugsa um hvaða íhlutir dreifa mestum hita frá borðinu. Þetta er hægt að gera með því að finna „hitauppstreymisþolið“ í gagnablaði íhlutarins og fylgja síðan leiðbeiningunum til að flytja hitann sem myndast. Auðvitað er hægt að bæta við ofnum og kæliviftum til að halda íhlutum kaldum og muna að halda mikilvægum íhlutum fjarri miklum hitagjöfum.

Bættu við heitu loftpúðum

Að bæta við heitum loftpúðum er mjög gagnlegt fyrir framleiðsluhringrásir, þær eru nauðsynlegar fyrir íhluti með mikið kopar og öldulóðun á marglaga hringrásartöflum. Vegna erfiðleika við að viðhalda hitastigi ferilsins er alltaf mælt með því að nota heita loftpúða á íhluti í gegnum gat til að gera suðuferlið eins einfalt og mögulegt er með því að hægja á hitaleiðni við pinna íhlutanna.

Að jafnaði skal alltaf tengja gegnumgata eða gata sem eru tengd við jörðina eða rafmagnsplanið með því að nota heitan loftpúða. Til viðbótar við heita loftpúða geturðu einnig bætt við táradropum á stað tengipúðans til að veita viðbótar koparþynnu/málmstuðning. Þetta mun hjálpa til við að draga úr vélrænni og hitauppstreymi.

Dæmigerð tenging fyrir heitt loftpúða

Heitt loft púði vísindi:

Margir verkfræðingar sem hafa umsjón með vinnslu eða SMT í verksmiðju lenda oft í sjálfsprottinni raforku, svo sem göllum á rafmagnstöflu eins og sjálfsprottnu tómu, afvötnun eða kaldri bleytu. Sama hvernig á að breyta vinnsluaðstæðum eða hitastigi suðuofnshita hvernig á að stilla, það er ákveðið hlutfall af tini sem ekki er hægt að suða. Hvað í fjandanum er að gerast hérna?

Alveg burtséð frá íhlutum og hringrásarbúnaði oxunarvandamáli, kannaðu afturkomu þess eftir að mjög stór hluti af núverandi suðu slæmt kemur í raun frá því að hönnun rafrásarinnar (skipulag) vantar og ein algengasta er á íhlutum tilteknir suðufætur eru tengdir koparplötunni á stóru svæði, þessir íhlutir eftir endurflæðingu lóða suðufætur, Sumir handsoðnir íhlutir geta einnig valdið fölsuð suðu eða klæðningavandamálum vegna svipaðra aðstæðna og sumir mistekst jafnvel að suða íhlutina vegna of langrar upphitunar.

Almenn PCB í hringrásarhönnuninni þarf oft að leggja stórt svæði af koparþynnu sem aflgjafa (Vcc, Vdd eða Vss) og Ground (GND, Ground). Þessi stóru svæði koparþynnu eru venjulega beintengd við suma stjórnrása (ICS) og pinna rafeindabúnaðar.

Því miður, ef við viljum hita þessi stóru svæði af koparþynnu að hitastigi bráðnandi tin, tekur það venjulega meiri tíma en einstakir púðar (upphitun er hægari) og hitaleiðni er hraðari. Þegar annar endinn á svo stórum koparþynnulögn er tengdur við litla íhluti eins og lítið viðnám og lítinn rýmd, en hinn endinn er það ekki, þá er auðvelt að suðu vandamál vegna ósamræmis bráðnandi tin og storknunartíma; Ef hitastigsferill endurflæðis suðu er ekki stilltur vel og forhitunartíminn er ófullnægjandi, auðvelt er að lóða fætur þessara íhluta sem eru tengdir í stórum koparþynnu valda sýndar suðu vegna þess að þeir geta ekki náð hitastigi bráðnar tin.

Við handlóðun losna lóðmálmur liða íhluta sem tengdir eru stórum koparþynnum of hratt til að ljúka innan tilskilins tíma. Algengustu gallarnir eru lóða og sýndarlóðun, þar sem lóðmálmur er aðeins soðinn við pinna íhlutarins og ekki tengdur við púði hringrásarinnar. Frá útliti mun allt lóðmálmur mynda bolta; Það sem meira er, rekstraraðilinn til að suða suðufæturnar á hringrásarbúnaðinn og stöðugt auka hitastig lóðajárnsins, eða hita of lengi, þannig að íhlutirnir fara yfir hitastigið og skemmdirnar án þess að vita það. Eins og sýnt er á myndinni hér að neðan.

Þar sem við þekkjum vandamálspunktinn getum við leyst vandamálið. Almennt þurfum við svokallaða Thermal Relief púðahönnun til að leysa suðuvandamálið sem stafar af suðufótum stórra koparþynnutenginga. Eins og sýnt er á myndinni hér að neðan notar raflögnin til vinstri ekki heitloftpúða en raflagnirnar til hægri hafa tengt heitan loftpúða. Það má sjá að það eru aðeins nokkrar litlar línur á snertiflötunni milli púðans og stóra koparþynnunnar, sem geta takmarkað mjög hitatap á púðanum og náð betri suðuáhrifum.

Nr. 5 – Athugaðu vinnu þína

Það er auðvelt að finna fyrir ofbeldi í lok hönnunarverkefnis þegar þú ert að bulla og blása öllum verkunum saman. Þess vegna getur tvöfalt og þrefalt að athuga hönnunarviðleitni þína á þessu stigi þýtt muninn á árangri framleiðslu og bilun.

Til að hjálpa til við að ljúka gæðaeftirlitsferlinu mælum við alltaf með því að þú byrjar með rafmagnsregluprófun (ERC) og hönnunarregluprófun (DRC) til að staðfesta að hönnun þín uppfylli að fullu allar reglur og takmarkanir. Með báðum kerfum geturðu auðveldlega athugað úthreinsibreidd, línubreidd, algengar framleiðslustillingar, háhraða kröfur og skammhlaup.

Þegar ERC og DRC framleiða villulausar niðurstöður er mælt með því að þú athugir raflögn hvers merkis, frá skýringarmynd yfir í PCB, eina merkjalínu í einu til að ganga úr skugga um að engar upplýsingar vanti. Notaðu einnig hönnunarverkfæri til að rannsaka og gríma hæfileika þína til að tryggja að PCB útlitsefni þitt passi við skýringarmynd þína.