Jaunā dizaina sākumā lielākā daļa laika tika veltīta shēmas projektēšanai un komponentu izvēlei, un PCB izkārtojums un elektroinstalācijas posms bieži netika izskatīts visaptveroši pieredzes trūkuma dēļ. Nespēja veltīt pietiekami daudz laika un pūļu PCB izkārtojumam un dizaina maršrutēšanas fāzei var radīt problēmas ražošanas posmā vai funkcionālus defektus, kad dizains tiek pārvietots no digitālā domēna uz fizisko realitāti. Tātad, kāda ir atslēga, veidojot shēmas plati, kas ir autentiska gan uz papīra, gan fiziskā formā? Izpētīsim piecas galvenās PCB dizaina vadlīnijas, kas jāzina, izstrādājot ražojamu, funkcionālu PCB.

1 – precīzi noregulējiet komponentu izkārtojumu

PCB izkārtojuma procesa sastāvdaļu ievietošanas posms ir gan zinātne, gan māksla, kas prasa stratēģiski apsvērt uz tāfeles pieejamos galvenos komponentus. Lai gan šis process var būt izaicinošs, elektronikas novietošanas veids noteiks, cik viegli ir izgatavot dēli un cik labi tas atbilst jūsu sākotnējām dizaina prasībām.

Lai gan ir vispārēja vispārīga sastāvdaļu izvietošanas kārtība, piemēram, savienotāju secīga izvietošana, PCB montāžas komponenti, strāvas ķēdes, precizitātes shēmas, kritiskās ķēdes utt., Ir jāpatur prātā arī dažas īpašas vadlīnijas, tostarp:

Orientācija-nodrošinot, ka līdzīgas detaļas ir novietotas vienā virzienā, tiks panākts efektīvs un bez kļūdām metināšanas process.

Izvietojums – Nelieciet mazākas detaļas aiz lielākām detaļām, kur tās var ietekmēt lielāku detaļu lodēšana.

Organizācija-Visus virsmas stiprinājuma (SMT) komponentus ieteicams novietot vienā plāksnes pusē un visus caurumus (TH) novietot virs tāfeles, lai samazinātu montāžas soļus.

Viena galīgā PCB dizaina vadlīnija-izmantojot jauktu tehnoloģiju komponentus (caurumus un virsmas montāžas komponentus), ražotājs var pieprasīt papildu procesus, lai saliktu plāksni, kas palielinās jūsu kopējās izmaksas.

Laba mikroshēmas sastāvdaļu orientācija (pa kreisi) un slikta mikroshēmas sastāvdaļu orientācija (pa labi)

Labs komponentu izvietojums (pa kreisi) un slikts komponentu izvietojums (labajā pusē)

Nr. 2 – Pareiza strāvas, zemējuma un signāla vadu novietošana

Pēc sastāvdaļu ievietošanas varat novietot barošanas avotu, zemējumu un signāla vadus, lai nodrošinātu, ka signālam ir tīrs, bez problēmām ceļš. Šajā izkārtojuma procesa posmā ņemiet vērā šādas vadlīnijas:

Atrodiet barošanas avota un zemējuma plaknes slāņus

Strāvas padeves un iezemētās plaknes slāņus vienmēr ieteicams novietot plātnes iekšpusē, kamēr tie ir simetriski un centrēti. Tas palīdz novērst jūsu shēmas plates saliekšanos, kam ir nozīme arī tad, ja jūsu komponenti ir pareizi novietoti. IC barošanai ir ieteicams izmantot kopēju kanālu katrai barošanas avotam, nodrošināt stabilu un stabilu vadu platumu un izvairīties no ierīces un ierīces Daisy ķēdes strāvas savienojumiem.

Signāla kabeļi ir savienoti caur kabeļiem

Pēc tam pievienojiet signāla līniju saskaņā ar shematiskās diagrammas dizainu. Ieteicams vienmēr iet pēc iespējas īsāku ceļu un tiešu ceļu starp komponentiem. Ja jūsu detaļas ir jānovieto horizontāli bez aizspriedumiem, ieteicams valdes komponentus galvenokārt novietot horizontāli vietā, kur tie iziet no stieples, un pēc tam vertikāli stiept tos pēc iznākšanas no stieples. Tas paliks detaļu horizontālā stāvoklī, jo lodēšana migrē metināšanas laikā. Kā parādīts zemāk redzamā attēla augšējā pusē. Signāla vadi, kas parādīti attēla apakšējā daļā, var izraisīt detaļas novirzi, jo metināšanas laikā plūst lodēšana.

Ieteicamā elektroinstalācija (bultiņas norāda lodēšanas plūsmas virzienu)

Neiesakāma elektroinstalācija (bultiņas norāda lodēšanas plūsmas virzienu)

Nosakiet tīkla platumu

Jūsu dizainam var būt nepieciešami dažādi tīkli, kas pārnesīs dažādas strāvas, kas noteiks vajadzīgo tīkla platumu. Ņemot vērā šo pamatprasību, zemas strāvas analogiem un digitāliem signāliem ieteicams nodrošināt 0.010 collu platumu. Kad jūsu līnijas strāva pārsniedz 0.3 ampērus, tā ir jāpaplašina. Šeit ir bezmaksas līnijas platuma kalkulators, lai atvieglotu konversijas procesu.

Trešais numurs. – Efektīva karantīna

Jūs, iespējams, esat pieredzējis, kā lieli sprieguma un strāvas pieaugumi barošanas ķēdēs var traucēt jūsu zemsprieguma strāvas kontroles ķēdēm. Lai samazinātu šādas traucējumu problēmas, ievērojiet šādus norādījumus:

Izolācija – Pārliecinieties, ka katrs strāvas avots ir atsevišķi no strāvas avota un vadības avota. Ja tie ir jāsavieno kopā PCB, pārliecinieties, vai tas ir pēc iespējas tuvāk strāvas ceļa galam.

Izkārtojums – ja esat ievietojis iezemēto plakni vidējā slānī, noteikti novietojiet nelielu pretestības ceļu, lai samazinātu strāvas ķēdes traucējumu risku un palīdzētu aizsargāt jūsu vadības signālu. Tādas pašas vadlīnijas var ievērot, lai digitālais un analogais būtu atsevišķi.

Savienojums – Lai samazinātu kapacitatīvo sakabi, jo novietotas lielas zemējuma plaknes un elektroinstalācijas virs un zem tām, mēģiniet simulēt zemi tikai caur analogām signālu līnijām.

Komponentu izolācijas piemēri (digitālie un analogie)

Nr.4 – atrisiniet siltuma problēmu

Vai jums kādreiz ir bijusi ķēdes veiktspējas pasliktināšanās vai pat shēmas plates bojājumi siltuma problēmu dēļ? Tā kā netiek ņemta vērā siltuma izkliedēšana, daudzus dizainerus ir skārušas daudzas problēmas. Šeit ir dažas vadlīnijas, kas jāpatur prātā, lai palīdzētu atrisināt siltuma izkliedes problēmas:

Identificējiet traucējošos komponentus

Pirmais solis ir sākt domāt par to, kuras sastāvdaļas no paneļa izdalīs visvairāk siltuma. To var izdarīt, vispirms atrodot komponenta datu lapā “termiskās pretestības” līmeni un pēc tam ievērojot ieteiktās vadlīnijas, lai nodotu radīto siltumu. Protams, jūs varat pievienot radiatorus un dzesēšanas ventilatorus, lai komponenti būtu vēsi, un neaizmirstiet, ka svarīgākās sastāvdaļas atrodas prom no visiem augsta siltuma avotiem.

Pievienojiet karstā gaisa spilventiņus

Karstā gaisa spilventiņu pievienošana ir ļoti noderīga izgatavojamām shēmas plates, tie ir būtiski augsta vara satura komponentiem un viļņu lodēšanas pielietojumiem daudzslāņu shēmas plates. Tā kā ir grūti uzturēt procesa temperatūru, vienmēr ieteicams izmantot karstā gaisa spilventiņus detaļām caur caurumiem, lai padarītu metināšanas procesu pēc iespējas vienkāršāku, palēninot siltuma izkliedes ātrumu pie detaļu tapām.

Parasti jebkuru caurumu vai caurumu, kas pievienots zemei ​​vai strāvas plaknei, vienmēr pievienojiet, izmantojot karstā gaisa spilventiņu. Papildus karstā gaisa spilveniem spilventiņu savienojuma līnijas vietā varat pievienot arī asaru pilienus, lai nodrošinātu papildu vara folijas/metāla atbalstu. Tas palīdzēs samazināt mehānisko un termisko spriedzi.

Tipisks karstā gaisa spilvena savienojums

Karstā gaisa spilvenu zinātne:

Daudzi inženieri, kas rūpnīcā atbild par procesu vai SMT, bieži sastopas ar spontānu elektroenerģiju, piemēram, elektrisko plākšņu defektiem, piemēram, spontānu iztukšošanos, mitrināšanu vai aukstu mitrināšanu. Neatkarīgi no tā, kā mainīt procesa apstākļus vai atkārtotas metināšanas krāsns temperatūru, kā to pielāgot, ir zināma alvas daļa, ko nevar metināt. Kas pie velna te notiek?

Neatkarīgi no sastāvdaļu un shēmu plates oksidācijas problēmām, izpētiet tās atgriešanos pēc tam, kad ļoti liela daļa esošā metināšanas defekta patiesībā nāk no shēmas plates vadu (izkārtojuma) dizaina, un viens no visbiežāk sastopamajiem ir uz noteiktas metināšanas pēdas, kas savienotas ar lielas platības vara loksni, šīs sastāvdaļas pēc metināšanas metināšanas pēdu lodēšanas, Dažas ar rokām metinātas detaļas var izraisīt viltus metināšanas vai apšuvuma problēmas līdzīgu situāciju dēļ, un dažas pat nespēj sametināt detaļas pārāk ilgas sildīšanas dēļ.

Vispārīgajai PCB shēmas konstrukcijai bieži ir jānovieto liela vara folijas platība kā barošanas avots (Vcc, Vdd vai Vss) un zeme (GND, Ground). Šīs lielās vara folijas platības parasti ir tieši savienotas ar dažām vadības shēmām (ICS) un elektronisko komponentu tapām.

Diemžēl, ja mēs vēlamies uzsildīt šīs lielās vara folijas platības līdz kušanas alvas temperatūrai, tas parasti aizņem vairāk laika nekā atsevišķi spilventiņi (apkure notiek lēnāk), un siltuma izkliede notiek ātrāk. Ja tik lielas vara folijas elektroinstalācijas viens gals ir pievienots mazām sastāvdaļām, piemēram, nelielai pretestībai un mazai kapacitātei, bet otrs nav, tad metināšanas problēmas ir viegli atrisināt, jo alvas kušanas un sacietēšanas laiks ir pretrunīgs; Ja atkārtotas metināšanas temperatūras līkne nav pareizi noregulēta un priekšsildīšanas laiks ir nepietiekams, šo komponentu lodēšanas pēdas, kas savienotas lielā vara folijā, var viegli radīt virtuālās metināšanas problēmu, jo tās nevar sasniegt kušanas alvas temperatūru.

Rokas lodēšanas laikā detaļu lodēšanas savienojumi, kas savienoti ar lielām vara folijām, izkliedēsies pārāk ātri, lai tos pabeigtu vajadzīgajā laikā. Visbiežāk sastopamie defekti ir lodēšana un virtuālā lodēšana, kur lodēšana tiek metināta tikai pie detaļas tapas un nav savienota ar shēmas plates spilventiņu. No izskata viss lodēšanas savienojums veidos bumbu; Turklāt operators, lai sametinātu metināšanas pēdas uz shēmas plates un nepārtraukti paaugstinātu lodāmura temperatūru vai pārāk ilgu karsēšanu, lai sastāvdaļas, to nezinot, pārsniegtu karstumizturības temperatūru un bojājumus. Kā parādīts attēlā zemāk.

Tā kā mēs zinām problēmas punktu, mēs varam to atrisināt. Parasti, lai atrisinātu metināšanas problēmu, ko izraisa lielu vara folijas savienojošo elementu metināšanas pēdas, mums ir nepieciešams tā sauktais Thermal Relief spilventiņu dizains. Kā parādīts attēlā zemāk, elektroinstalācijas kreisajā pusē neizmanto karstā gaisa spilventiņu, savukārt labajā pusē esošajai elektroinstalācijai ir pievienots karstā gaisa spilvena savienojums. Var redzēt, ka kontakta zonā starp spilventiņu un lielo vara foliju ir tikai dažas nelielas līnijas, kas var ievērojami ierobežot temperatūras zudumu uz spilventiņa un panākt labāku metināšanas efektu.

Nr. 5 – pārbaudiet savu darbu

Dizaina projekta beigās ir viegli justies satriektam, kad jūs saspiežat un uzpūšat visus gabalus kopā. Tāpēc divkārša un trīskārša dizaina pārbaude šajā posmā var nozīmēt atšķirību starp ražošanas panākumiem un neveiksmēm.

Lai palīdzētu pabeigt kvalitātes kontroles procesu, mēs vienmēr iesakām sākt ar elektrisko noteikumu pārbaudi (ERC) un projektēšanas noteikumu pārbaudi (DRC), lai pārliecinātos, ka jūsu dizains pilnībā atbilst visiem noteikumiem un ierobežojumiem. Izmantojot abas sistēmas, varat viegli pārbaudīt atstarpes platumu, līniju platumu, parastos ražošanas iestatījumus, ātrgaitas prasības un īssavienojumus.

Ja jūsu ERC un KDR nodrošina rezultātus bez kļūdām, ieteicams pārbaudīt katra signāla vadus, sākot no shēmas līdz PCB, pa vienai signāla līnijai, lai pārliecinātos, ka jums netrūkst informācijas. Izmantojiet arī sava dizaina rīka zondēšanas un maskēšanas iespējas, lai nodrošinātu, ka jūsu PCB izkārtojuma materiāls atbilst jūsu shēmai.