ახალი დიზაინის დასაწყისში დროის უმეტესი ნაწილი დაიხარჯა სქემის დიზაინზე და კომპონენტების შერჩევაზე PCB layout and wiring stage was often not considered comprehensively due to lack of experience. Failure to devote sufficient time and effort to the PCB layout and routing phase of the design can result in problems at the manufacturing stage or functional defects when the design is transitioned from the digital domain to the physical reality. So what is the key to designing a circuit board that is authentic both on paper and in physical form? მოდით განვიხილოთ PCB– ის დიზაინის ხუთეული, რომელიც უნდა ვიცოდეთ წარმოების, ფუნქციონალური PCB– ის შემუშავებისას.

1 – დაარეგულირეთ თქვენი კომპონენტის განლაგება

PCB განლაგების პროცესის კომპონენტის განლაგება არის მეცნიერებაც და ხელოვნებაც, რომელიც მოითხოვს დაფაზე არსებული პირველადი კომპონენტების სტრატეგიულ განხილვას. მიუხედავად იმისა, რომ ეს პროცესი შეიძლება იყოს რთული, ელექტრონიკის განთავსების გზა განსაზღვრავს რამდენად ადვილია თქვენი დაფის დამზადება და რამდენად კარგად აკმაყოფილებს ის თქვენს თავდაპირველ დიზაინის მოთხოვნებს.

მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს ზოგადი ზოგადი შეკვეთა კომპონენტების განთავსებისთვის, როგორიცაა კონექტორების თანმიმდევრული განთავსება, PCB სამონტაჟო კომპონენტები, დენის სქემები, ზუსტი სქემები, კრიტიკული სქემები და სხვა, ასევე უნდა გავითვალისწინოთ რამდენიმე კონკრეტული მითითება, მათ შორის:

ორიენტაცია-ერთნაირი მიმართულებით განლაგებული მსგავსი კომპონენტების უზრუნველყოფა ხელს შეუწყობს ეფექტური და უშეცდომოდ შედუღების პროცესის მიღწევას.

Placement – Avoid placing smaller components behind larger components where they may be affected by soldering of larger components.

ორგანიზაცია-მიზანშეწონილია, რომ ზედაპირზე დამონტაჟებული (SMT) კომპონენტები განთავსდეს დაფის იმავე მხარეს და ყველა გამჭოლი (TH) კომპონენტი მოთავსდეს დაფის თავზე, შეკრების საფეხურების შესამცირებლად.

One final PCB design guideline – when using mixed technology components (through-hole and surface-mount components), the manufacturer may require additional processes to assemble the board, which will add to your overall cost.

კარგი ჩიპის კომპონენტის ორიენტაცია (მარცხნივ) და ცუდი ჩიპის კომპონენტის ორიენტაცია (მარჯვნივ)

Good component placement (left) and bad component placement (right)

No2 – დენის, დამიწების და სიგნალის გაყვანილობის სწორად განთავსება

კომპონენტების განთავსების შემდეგ, თქვენ შეგიძლიათ განათავსოთ კვების ბლოკი, დამიწება და სიგნალის გაყვანილობა, რათა დარწმუნდეთ, რომ თქვენს სიგნალს აქვს სუფთა, უპრობლემო გზა. განლაგების პროცესის ამ ეტაპზე გაითვალისწინეთ შემდეგი მითითებები:

Locate the power supply and grounding plane layers

ყოველთვის რეკომენდირებულია, რომ დენის წყაროს და მიწის სიბრტყის ფენები მოთავსდეს დაფის შიგნით, სიმეტრიულად და ცენტრში ყოფნისას. ეს ხელს უშლის თქვენი მიკროსქემის დაფის მოხრას, რაც ასევე მნიშვნელოვანია თუ თქვენი კომპონენტები სწორად არის განლაგებული. IC- ს ჩართვისთვის, რეკომენდებულია საერთო კვების არხის გამოყენება თითოეული დენის წყაროსთვის, უზრუნველყოს მყარი და სტაბილური გაყვანილობის სიგანე და თავიდან იქნას აცილებული მოწყობილობიდან მოწყობილობის Daisy ჯაჭვის დენის კავშირები.

Signal cables are connected through cables

Next, connect the signal line according to the design in the schematic diagram. It is recommended to always take the shortest possible path and direct path between components. თუ თქვენი კომპონენტები უნდა იყოს ჰორიზონტალურად განლაგებული მიკერძოების გარეშე, რეკომენდირებულია, რომ თქვენ დაფაროთ დაფის კომპონენტები ჰორიზონტალურად, სადაც ისინი გამოდიან მავთულიდან და შემდეგ ვერტიკალურად შეაერთოთ ისინი მავთულიდან გამოსვლის შემდეგ. ეს შეინარჩუნებს კომპონენტს ჰორიზონტალურ მდგომარეობაში, რადგან შედუღების დროს მიდის მიგრაცია. As shown in the upper half of the figure below. ფიგურის ქვედა ნაწილში ნაჩვენები სიგნალის გაყვანილობა შეიძლება გამოიწვიოს კომპონენტის გადახრა, რადგან შედუღების დროს გამაგრება მიედინება.

რეკომენდებული გაყვანილობა (ისრები მიუთითებენ შედუღების ნაკადის მიმართულებას)

არ არის რეკომენდირებული გაყვანილობა (ისრები მიუთითებენ შედუღების ნაკადის მიმართულებას)

განსაზღვრეთ ქსელის სიგანე

თქვენს დიზაინს შეიძლება დასჭირდეს სხვადასხვა ქსელი, რომელიც განახორციელებს სხვადასხვა მიმდინარეობას, რაც განსაზღვრავს ქსელის საჭირო სიგანეს. ამ ძირითადი მოთხოვნის გათვალისწინებით, რეკომენდებულია 0.010 ”(10 მილილიტრი) სიგანის უზრუნველყოფა დაბალი მიმდინარე ანალოგური და ციფრული სიგნალებისთვის. When your line current exceeds 0.3 amperes, it should be widened. Here’s a free line width calculator to make the conversion process easy.

Ნომერი სამი. – ეფექტური კარანტინი

თქვენ ალბათ გსმენიათ, რამდენად დიდი ძაბვისა და დენის ვარდნას დენის წყაროს სქემებში შეუძლია ხელი შეუშალოს თქვენს დაბალი ძაბვის დენის კონტროლის სქემებს. To minimize such interference problems, follow the following guidelines:

Isolation – Ensure that each power source is kept separate from the power source and control source. If you must connect them together in the PCB, make sure it is as close to the end of the power path as possible.

განლაგება – თუ თქვენ განათავსეთ გრუნტის სიბრტყე შუა ფენაში, დარწმუნდით, რომ მოათავსეთ მცირე წინაღობის გზა, რათა შეამციროთ ენერგიის წრეში ჩარევის რისკი და დაიცვათ თქვენი საკონტროლო სიგნალი. ერთი და იგივე მითითებების დაცვა შესაძლებელია ციფრული და ანალოგური განცალკევების მიზნით.

დაწყვილება – კონდენსატორული დაწყვილების შესამცირებლად დიდი მიწის თვითმფრინავების განთავსებისა და მათ ზემოთ და ქვემოთ გაყვანილობის გამო, სცადეთ მიწის სიმულაციის გადაკვეთა მხოლოდ ანალოგური სიგნალის ხაზებით.

Component isolation Examples (digital and analog)

No.4 – Solve the heat problem

Have you ever had circuit performance degradation or even circuit board damage due to heat problems? იმის გამო, რომ არ არის გათვალისწინებული სითბოს გაფრქვევა, ბევრი პრობლემა შეექმნა ბევრ დიზაინერს. აქ მოცემულია რამდენიმე სახელმძღვანელო მითითება, რომელიც დაგეხმარებათ სითბოს გაფრქვევის პრობლემების მოგვარებაში:

პრობლემური კომპონენტების იდენტიფიცირება

პირველი ნაბიჯი არის ფიქრის დაწყება იმაზე, თუ რომელი კომპონენტები გამოყოფენ ყველაზე მეტ სითბოს დაფაზე. ეს შეიძლება გაკეთდეს კომპონენტის მონაცემთა ფურცელში ჯერ „თერმული წინააღმდეგობის“ დონის პოვნით და შემდგომ შემოთავაზებული მითითებების დაცვით წარმოქმნილი სითბოს გადასაცემად. 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.

დაამატეთ ცხელი ჰაერის ბალიშები

ცხელი ჰაერის ბალიშების დამატება ძალზე სასარგებლოა წარმოების მიკროსქემის დაფებისთვის, ისინი აუცილებელია სპილენძის მაღალი შემცველობის კომპონენტებისთვის და ტალღოვანი შედუღების პროგრამებისთვის მრავალ ფენის მიკროსქემის დაფებზე. პროცესის ტემპერატურის შენარჩუნების სირთულის გამო, ყოველთვის არის რეკომენდებული ცხელი ჰაერის ბალიშების გამოყენება ხვრელის კომპონენტებზე, რათა შედუღების პროცესი მაქსიმალურად მარტივი იყოს, რადგან შეანელებს სითბოს გაფრქვევის სიჩქარეს კომპონენტების ქინძისთავებზე.

As a general rule, always connect any through-hole or through-hole connected to the ground or power plane using a hot air pad. ცხელი ჰაერის ბალიშების გარდა, თქვენ ასევე შეგიძლიათ დაამატოთ ცრემლსადენი წვეთები ბალიშების შეერთების ხაზის ადგილას, რათა უზრუნველყოთ სპილენძის კილიტა/ლითონის დამატებითი მხარდაჭერა. This will help reduce mechanical and thermal stress.

ტიპიური ცხელი ჰაერის ბალიშის კავშირი

ცხელი ჰაერის ბალიშების მეცნიერება:

Many engineers in charge of Process or SMT in a factory often encounter spontaneous electrical energy, such as electrical board defects such as spontaneous empty, de-wetting, or cold wetting. არ აქვს მნიშვნელობა როგორ უნდა შეიცვალოს პროცესის პირობები ან შედუღების ღუმელის ტემპერატურა როგორ დაარეგულიროს, არის თუნუქის გარკვეული ნაწილი შედუღებული. რა ჯანდაბა ხდება აქ?

Quite apart from the components and circuit boards oxidation problem, investigate its returning after a very big part of the existing welding bad actually comes from the circuit board wiring (layout) design is missing, and one of the most common is on the components of a certain welding feet connected to the copper sheet of large area, these components after reflow soldering welding welding feet, ზოგიერთი ხელით შედუღებული კომპონენტი შეიძლება გამოიწვიოს ცრუ შედუღების ან გადახურვის პრობლემები მსგავსი სიტუაციების გამო, ზოგი კი ვერ ახერხებს კომპონენტების შედუღებას ძალიან გრძელი გათბობის გამო.

General PCB in the circuit design often need to lay a large area of copper foil as power supply (Vcc, Vdd or Vss) and Ground (GND, Ground). These large areas of copper foil are usually directly connected to some control circuits (ICS) and pins of electronic components.

Unfortunately, if we want to heat these large areas of copper foil to the temperature of melting tin, it usually takes more time than individual pads (heating is slower), and the heat dissipation is faster. როდესაც ასეთი დიდი სპილენძის კილიტა გაყვანილობის ერთი ბოლო უკავშირდება მცირე კომპონენტებს, როგორიცაა მცირე წინააღმდეგობა და მცირე ტევადობა, ხოლო მეორე ბოლო არ არის, ადვილია შედუღების პრობლემების მოგვარება კალის დნობის არათანმიმდევრულობისა და გამაგრების დროის გამო; თუ შედუღების ტემპერატურის მრუდი კარგად არ არის მორგებული და წინასწარი გათბობის დრო არასაკმარისია, სპილენძის დიდ კილიტაში ამ კომპონენტების შედუღების ფეხები ადვილად იწვევენ ვირტუალური შედუღების პრობლემას, რადგანაც ვერ აღწევენ კალის ტემპერატურას.

During Hand Soldering, the solder joints of components connected to large copper foils will dissipate too quickly to complete within the required time. The most common defects are soldering and virtual soldering, where solder is only welded to the pin of the component and not connected to the pad of the circuit board. გარეგნულად, მთელი solder ერთობლივი შექმნის ბურთს; What is more, the operator in order to weld the welding feet on the circuit board and constantly increase the temperature of the soldering iron, or heating for too long, so that the components exceed the heat resistance temperature and damage without knowing it. როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

Since we know the problem point, we can solve the problem. Generally, we require the so-called Thermal Relief pad design to solve the welding problem caused by the welding feet of large copper foil connecting elements. As shown in the figure below, the wiring on the left does not use hot air pad, while the wiring on the right has adopted hot air pad connection. It can be seen that there are only a few small lines in the contact area between the pad and large copper foil, which can greatly limit the loss of temperature on the pad and achieve better welding effect.

No. 5 – Check your work

ადვილია დიზაინის პროექტის ბოლოს გადატვირთული განცდა, როდესაც ყველა ნაჭერს ერთად აფუჭებთ და აფეთქებთ. Therefore, double and triple checking your design effort at this stage can mean the difference between manufacturing success and failure.

To help complete the quality control process, we always recommend that you start with an electrical Rule check (ERC) and design Rule check (DRC) to verify that your design fully meets all rules and constraints. With both systems, you can easily check clearance widths, line widths, common manufacturing Settings, high speed requirements and short circuits.

როდესაც თქვენი ERC და DRC აწარმოებენ უშეცდომო შედეგებს, რეკომენდირებულია შეამოწმოთ თითოეული სიგნალის გაყვანილობა, სქემატურიდან PCB– მდე, ერთჯერადი სიგნალის ხაზი, რათა დარწმუნდეთ, რომ თქვენ არ გამოტოვებთ ინფორმაციას. ასევე, გამოიყენეთ თქვენი დიზაინის ინსტრუმენტის გამოკვლევისა და შენიღბვის შესაძლებლობები იმის უზრუნველსაყოფად, რომ თქვენი PCB განლაგების მასალა ემთხვევა თქვენს სქემატურს.