Um Ufank vum neien Design gouf déi meescht Zäit fir de Circuitdesign an d’Komponentauswiel verbruecht, an den PCB Layout an Drotbühn gouf dacks net verständlech ugesi wéinst Mangel un Erfarung. Net genuch Zäit an Effort fir de PCB Layout an d’Routingphase vum Design ze widmen kann zu Probleemer an der Fabrikatiounsstadie oder funktionnelle Mängel féieren wann den Design vum digitalen Domän an déi kierperlech Realitéit iwwergëtt. Also wat ass de Schlëssel fir en Circuit Board ze designen deen authentesch ass souwuel um Pabeier wéi och a kierperlecher Form? Loosst eis déi fënnef fënnef PCB Design Richtlinnen entdecken fir ze wëssen wann Dir e fabrizéierbaren, funktionnelle PCB designt.

1 – Passt Äre Komponent Layout of

D’Komponentplazéierungsphase vum PCB Layoutprozess ass souwuel eng Wëssenschaft wéi eng Konscht, erfuerdert strategesch Iwwerleeung vun den Haaptkomponenten, déi um Board verfügbar sinn. Och wann dëse Prozess Erausfuerderung ka sinn, wäert d’Manéier wéi Dir d’Elektronik placéiert bestëmmt wéi einfach et ass Äre Board ze fabrizéieren a wéi gutt et den originelle Designfuerderunge entsprécht.

Och wann et eng allgemeng allgemeng Uerdnung fir Komponentplacementer gëtt, sou wéi sequentiell Plazéierung vu Stecker, PCB Montagekomponenten, Kraaftkreesser, Präzisiounskreesser, kritesch Circuiten, etc., ginn et och e puer spezifesch Richtlinnen am Kapp ze halen, och:

Orientéierung-Assuréieren datt ähnlech Komponenten an der selwechter Richtung positionéiert sinn hëlleft en effizienten a Feelerfräi Schweessprozess z’erreechen.

Placement – Vermeit méi kleng Komponenten hannert gréissere Komponenten ze placéieren wou se beaflosse kënnen duerch d’Lötung vu gréissere Komponenten.

Organisatioun-Et gëtt empfohlen datt all Surface Mount (SMT) Komponenten op der selwechter Säit vum Board plazéiert ginn an all duerch Loch (TH) Komponenten uewen um Bord gesat ginn fir Montagestufen ze minimiséieren.

Eng lescht PCB Design Richtlinn-wann Dir gemëschte Technologie Komponente benotzt (duerch Loch an Uewerflächmontéiert Komponenten), kann den Hiersteller zousätzlech Prozesser erfuerderen fir de Board ze montéieren, wat zu Äre Gesamtkäschte bäidréit.

Gutt Chipkomponentorientéierung (lénks) a schlecht Chipkomponentorientéierung (riets)

Gutt Komponentplazéierung (lénks) a schlecht Komponentplazéierung (riets)

Nr 2 – Richteg Plazéierung vu Kraaft, Buedemung a Signalkabelen

Nodeems Dir d’Komponente plazéiert hutt, kënnt Dir dann d’Energieversuergung, d’Grondlinn an d’Signalverkabelung placéieren fir sécherzestellen datt Äert Signal e propperen, ouni Problem huet. Op dëser Etapp vum Layoutprozess, haalt déi folgend Richtlinnen am Kapp:

Situéiert d’Energieversuergung an d’Grondfliger Schichten

Et gëtt ëmmer empfohlen datt d’Stroumversuergung a Buedemfligel Schichten am Bord plazéiert ginn wärend se symmetresch an zentréiert sinn. Dëst hëlleft Ärem Circuit Board ze béien, wat och wichteg ass wann Är Komponente richteg positionéiert sinn. Fir den IC ze bedreiwen ass et recommandéiert e gemeinsame Kanal fir all Stroumversuergung ze benotzen, eng fest a stabil Drotbreedung ze garantéieren, an Apparat-zu-Apparat Daisy Kette Stroumverbindunge vermeiden.

Signalkabele si mat Kabelen ugeschloss

Als nächst verbënnt d’Signallinn no dem Design am schemateschen Diagramm. Et ass recommandéiert ëmmer de kuerstste Wee an den direkten Wee tëscht Komponenten ze huelen. Wann Är Komponente musse horizontal positionéiert ginn ouni Viraussiicht, ass et recommandéiert datt Dir d’Komponente vum Board horizontal dréit wou se aus dem Drot kommen an se dann vertikal dréit nodeems se aus dem Drot erauskommen. Dëst wäert d’Komponent an enger horizontaler Positioun halen wéi d’Lot wärend dem Schweess migréiert. Wéi an der ieweschter Halschent vun der Figur hei ënnen gewisen. D’Signalleitungen, déi am ënneschten Deel vun der Figur ugewise ginn, kënnen d’Komponentabweigung verursaachen wéi d’Lödung wärend dem Schweess fléisst.

Recommandéiert Drot (Pfeile weisen d’Lotflowrichtung un)

Net empfohlene Drot (Pfeiler weisen d’Lotflowrichtung un)

Definéiert d’Netzbreet

Ären Design kann verschidde Netzwierker erfuerderen déi verschidde Stréimunge droen, wat déi erfuerderlech Netzbreet bestëmmt. Bedenkt dës Basisfuerderung, et gëtt empfohlt fir 0.010 “(10mil) Breet fir niddereg aktuell analog an digital Signaler ze liwweren. Wann Äre Stroumstroum méi wéi 0.3 Amper ass, sollt et erweidert ginn. Hei ass e gratis Linn Breet Rechner fir de Konversiounsprozess einfach ze maachen.

Nummer dräi. – Effektiv Quarantän

Dir hutt méiglecherweis erlieft wéi grouss Spannung an Stroumspikes a Stroumversuergungskreesser Är Nidderspannungsstroumkontrollkreesser kënne stéieren. Fir esou Interferenzproblemer ze minimiséieren, befollegt déi folgend Richtlinnen:

Isolatioun – Gitt sécher datt all Kraaftquell getrennt vun der Energiequell a Kontrollquell gehal gëtt. Wann Dir se zesummen am PCB verbanne musst, gitt sécher datt et sou no um Enn vum Kraaftwee ass wéi méiglech.

Layout – Wann Dir e Buedemfliger an der Mëttelschicht gesat hutt, gitt sécher e klengen Impedanzwee ze placéieren fir de Risiko vun all Stroumkreesinterferenz ze reduzéieren an hëlleft Äert Kontrollsignal ze schützen. Déi selwecht Richtlinne kënne gefollegt ginn fir Ären Digital an Analog getrennt ze halen.

Kupplung – Fir d’Kapazitiv Kupplung ze reduzéieren wéinst grousse Plangflächen a Kabelen uewen an ënner hinnen ze placéieren, probéiert de Buedem nëmmen duerch analog Signallinnen ze simuléieren.

Komponent Isolatioun Beispiller (digital an analog)

No.4 – D’Hëtzt Problem léisen

Hutt Dir jeemools Circuit Performance Degradatioun oder souguer Circuit Board Schued wéinst Hëtztprobleemer? Well et keng Iwwerleeung vun der Hëtztofléisung gëtt, hu vill Probleemer vill Designer gestéiert. Hei sinn e puer Richtlinnen fir am Kapp ze halen fir ze hëllefen Hëtztofléisungsprobleemer ze léisen:

Identifizéiert lästeg Komponenten

Den éischte Schrëtt ass unzefänken un ze denken un wéi eng Komponenten déi meescht Hëtzt vum Board ofléisen. Dëst kann gemaach ginn andeems Dir als éischt den “thermesche Resistenz” Niveau am Dateblad vun der Komponent fannt an duerno déi virgeschriwwe Richtlinne follegt fir d’Hëtzt generéiert ze transferéieren. Natierlech kënnt Dir Heizkierper a Killventilatoren derbäigesat fir d’Komponenten cool ze halen, an drun ze erënneren datt kritesch Komponente vun allen Hëtztquellen ewech bleiwen.

Waarm Loftpads derbäi ginn

D’Zousatz vu waarme Loftpads ass ganz nëtzlech fir fabrizéierbare Circuitboards, si si wesentlech fir héich Kupfer Inhaltskomponenten a Welle -Lötung Uwendungen op Multilayer Circuitboards. Wéinst der Schwieregkeet fir d’Procestemperatur z’erhalen, gëtt et ëmmer recommandéiert waarm Loftpads op duerchgaang Lochkomponenten ze benotzen fir de Schweessprozess sou einfach wéi méiglech ze maachen andeems den Tempo vun der Hëtztofléisung bei de Pins vun de Komponenten verlangsamt gëtt.

Als allgemeng Regel, verbënnt ëmmer en Duerchgangsloch oder en Duerchmiesser mat dem Buedem oder engem Machtfliger mat engem waarme Loftpad. Zousätzlech zu waarme Loftpads, kënnt Dir och Tréine falen op der Plaz vun der Padverbindungslinn fir zousätzlech Kupferfolie/Metall Ënnerstëtzung ze bidden. Dëst hëlleft mechanesch an thermesch Belaaschtung ze reduzéieren.

Typesch Hot Air Pad Verbindung

Hot Air Pad Science:

Vill Ingenieuren zoustänneg fir de Prozess oder SMT an enger Fabréck stousse dacks op spontan elektresch Energie, sou wéi elektresch Boarddefekter wéi spontan eidel, ofwäschen, oder kal erwächen. Egal wéi Dir d’Prozessbedéngungen ännert oder d’Reduktioun vun der Schmelzofstemperatur wéi se upassen, gëtt et e gewëssen Undeel vun Zinn kann net verschweißt ginn. Wat der Däiwel leeft hei lass?

Ganz ofgesi vun de Komponenten a Circuitboards Oxidatiounsprobleem, ermëttelt säi Retour nodeems e ganz groussen Deel vum existente Schweiß schlecht tatsächlech vum Circuit Board Drot (Layout) Design feelt, an ee vun den heefegsten ass op d’Komponente vun engem gewësse Schweißféiss verbonne mat dem Kupferblat vu grousse Beräich, dës Komponente nom Reflowlotung Schweißschweissféiss, E puer handschweißte Komponente kënnen och falsch Schweißen oder Verkleedungsprobleemer verursaachen wéinst ähnlechen Situatiounen, an e puer versoen et souguer d’Komponenten ze schweessen wéinst ze laanger Heizung.

Allgemeng PCB am Circuitdesign brauch dacks e grousst Gebitt vu Kupferfolie als Stroumversuergung (Vcc, Vdd oder Vss) a Buedem (GND, Ground) ze leeën. Dës grouss Fläche vu Kupferfolie si meeschtens direkt mat e puer Kontrollkreesser (ICS) a Pins vun elektronesche Komponenten ugeschloss.

Leider, wa mir dës grouss Fläche vu Kupferfolie op d’Temperatur vun der Schmelzdinn wëllen erhëtzen, brauch et normalerweis méi Zäit wéi eenzel Pads (d’Heizung ass méi lues), an d’Hëtztofléisung ass méi séier. Wann een Enn vun esou enger grousser Kupferfolie Drot u kleng Komponente wéi kleng Resistenz a kleng Kapazitanz ugeschloss ass, an deen aneren Enn ass net, ass et einfach ze Schweessprobleemer wéinst der Inkonsistenz vu Schmelzblech a Festung Zäit; Wann d’Temperaturkurve vum Reflow Schweess net gutt ugepasst ass, an d’Virhëtzung Zäit net genuch ass, sinn d’Lötféiss vun dëse Komponenten verbonne mat grousser Kupferfolie einfach de Problem vum virtuelle Schweißen ze verursaachen well se d’Schmelzentinntemperatur net erreeche kënnen.

Wärend der Handlotéierung verschléissen d’Loutgelenke vu Komponente verbonne mat grousse Kupferfolien ze séier fir bannent der erfuerderlecher Zäit ze kompletéieren. Déi heefegst Mängel si Lötung a virtuell Lötung, wou Löt nëmmen un de Pin vun der Komponent geschweest ass an net mam Pad vum Circuit Board ugeschloss ass. Vun der Erscheinung wäert de ganze Soldeverbindung e Ball bilden; Wat ass méi, de Bedreiwer fir d’Schweißféiss um Circuit Board ze verschweißen an dauernd d’Temperatur vum Lötzer z’erhéijen, oder ze laang ze heizen, sou datt d’Komponenten d’Hëtztbeständegkeetstemperatur a Schued iwwerschreiden ouni et ze wëssen. Wéi an der Figur hei ënnen gewisen.

Well mir de Problempunkt kennen, kënne mir de Problem léisen. Generell erfuerdere mir de sougenannten Thermal Relief Pad Design fir de Schweessprobleem ze léisen verursaacht duerch d’Schweißféiss vu grousse Kupferfolie Verbindungselementer. Wéi an der Figur hei ënnen gewisen, benotzt d’Verdrahtung op der lénkser Säit keng waarm Loftpad, wärend d’Verdrahtung op der rietser Hot Air Pad Verbindung ugeholl huet. Et kann gesi ginn datt et nëmmen e puer kleng Linnen am Kontaktberäich tëscht dem Pad a grousse Kupferfolie sinn, wat de Verloscht vun der Temperatur op der Pad immens limitéiere kann an e bessere Schweesseffekt erreechen.

Nr 5 – Préift Är Aarbecht

Et ass einfach ze iwwerwältegt um Enn vun engem Designprojet ze fillen wann Dir all d’Stécker zesummenhufft a pufft. Dofir, duebel an dräifach Ären Design Effort op dëser Etapp z’iwwerpréiwen kann den Ënnerscheed tëschent dem Erfolleg vum Produktioun an dem Versoen bedeiten.

Fir ze hëllefen de Qualitéitskontrollprozess ofzeschléissen, empfeelen mir Iech ëmmer mat engem elektresche Regelcheck (ERC) an Design Regelcheck (DRC) unzefänken fir z’iwwerpréiwen ob Ären Design voll mat alle Reegelen a Contrainten entsprécht. Mat béide Systemer kënnt Dir ganz einfach d’Breetbreedung, d’Linnebreet, déi allgemeng Fabrikatiounsastellungen, Héichgeschwindegkeetsufuerderungen a Kuerzschléi iwwerpréiwen.

Wann Är ERC an DRC Feelerfräi Resultater produzéieren, ass et recommandéiert datt Dir d’Verkablung vun all Signal kuckt, vu schematescher op PCB, eng Signallinn gläichzäiteg fir sécherzestellen datt Dir keng Informatioun feelt. Benotzt och Äert Design- a Maschinnfäegkeeten vun Ärem Designinstrument fir sécherzestellen datt Äert PCB Layoutmaterial mat Ärem Schematik passt.