На почетокот на новиот дизајн, поголемиот дел од времето беше потрошено за дизајн на кола и избор на компоненти, и ПХБ фазата на распоред и жици честопати не се разгледуваа сеопфатно поради недостаток на искуство. Неуспехот да се посвети доволно време и напор на распоредот на PCB и фазата на рутирање на дизајнот може да резултира со проблеми во фазата на производство или функционални дефекти кога дизајнот ќе се префрли од дигиталниот домен во физичката реалност. Значи, што е клучот за дизајнирање плоча која е автентична и на хартија и во физичка форма? Ајде да ги истражиме првите пет упатства за дизајн на ПХБ што треба да ги знаете при дизајнирање на производна, функционална ПХБ.

1 – Добро наместете го распоредот на вашата компонента

Фазата за поставување компоненти на процесот на распоред на ПХБ е и наука и уметност, бара стратешко разгледување на примарните компоненти достапни на таблата. Иако овој процес може да биде предизвик, начинот на кој ја поставувате електрониката ќе одреди колку е лесно да ја произведувате таблата и колку добро ги исполнува вашите оригинални барања за дизајн.

Иако постои општа генерална наредба за поставување компоненти, како што се секвенцијално поставување конектори, компоненти за монтирање на ПХБ, кола за напојување, прецизни кола, критични кола итн., Исто така, треба да се има предвид некои специфични упатства, вклучувајќи:

Ориентација-Обезбедувањето слични компоненти да бидат позиционирани во иста насока, ќе помогне да се постигне ефикасен и без грешки процес на заварување.

Поставување – Избегнувајте поставување помали компоненти зад поголеми компоненти каде што може да бидат погодени од лемење на поголеми компоненти.

Организација-Се препорачува сите компоненти за монтирање на површината (SMT) да бидат поставени на иста страна на таблата и сите компоненти преку отворот (TH) да бидат поставени на врвот на таблата за да се минимизираат чекорите на склопување.

Едно финално упатство за дизајн на ПХБ-кога користите компоненти од мешана технологија (компоненти преку отвор и површинска монтажа), производителот може да бара дополнителни процеси за составување на плочата, што ќе ги зголеми вашите вкупни трошоци.

Добра ориентација на компонентата чип (лево) и лоша ориентација на компонентата чип (десно)

Добро поставување компонента (лево) и лошо поставување компонента (десно)

Бр 2 – Правилно поставување на моќност, заземјување и сигнализација

По поставувањето на компонентите, потоа можете да поставите напојување, заземјување и жици за сигнали за да се осигурате дека вашиот сигнал има чиста патека, без проблеми. Во оваа фаза од процесот на поставување, имајте ги на ум следниве упатства:

Лоцирајте ги слоевите на напојување и заземјување рамнини

Секогаш се препорачува слоевите за напојување и рамнина за заземјување да бидат поставени во внатрешноста на таблата додека се симетрични и центрирани. Ова помага да се спречи виткање на колото, што исто така е важно дали вашите компоненти се правилно поставени. За напојување на ИЦ, се препорачува да се користи заеднички канал за секое напојување, да се обезбеди цврста и стабилна ширина на жици и да се избегнуваат приклучоци за напојување од синџирот Daisy од уред до уред.

Сигналните кабли се поврзани преку кабли

Следно, поврзете ја сигналната линија според дизајнот во шематскиот дијаграм. Се препорачува секогаш да се оди по најкраток можен пат и директен пат помеѓу компонентите. Ако вашите компоненти треба да бидат поставени хоризонтално без пристрасност, се препорачува во основа да ги поврзете компонентите на таблата хоризонтално каде што излегуваат од жицата, а потоа вертикално да ги жичете откако ќе излезат од жицата. Ова ќе ја држи компонентата во хоризонтална положба додека лемењето мигрира за време на заварувањето. Како што е прикажано во горната половина на сликата подолу. Ожичувањето на сигналот прикажано во долниот дел на сликата може да предизвика отклонување на компонентата додека лемењето тече за време на заварувањето.

Препорачани жици (стрелките покажуваат насока на проток на лемење)

Непрепорачани жици (стрелките покажуваат насока на проток на лемење)

Дефинирајте ја ширината на мрежата

Вашиот дизајн може да бара различни мрежи кои ќе пренесуваат различни струи, што ќе ја одреди потребната ширина на мрежата. Со оглед на ова основно барање, се препорачува да се обезбедат ширини од 0.010 “(10mil) за аналогни и дигитални сигнали со мала струја. Кога струјата на вашата линија надминува 0.3 ампери, таа треба да се прошири. Еве бесплатен калкулатор за ширина на линија за да го олесните процесот на конверзија.

Број три. – Ефективен карантин

Веројатно сте искусиле како големите скокови на напон и струја во кола за напојување може да ги попречат вашите кола за контрола на струјата со низок напон. За да ги минимизирате ваквите проблеми со мешање, следете ги следниве упатства:

Изолација – Осигурајте се дека секој извор на енергија се чува одделно од изворот на енергија и контролниот извор. Ако мора да ги поврзете заедно во ПХБ, проверете дали е што е можно поблиску до крајот на патеката за напојување.

Распоред – Ако сте поставиле рамнина за заземјување во средниот слој, не заборавајте да поставите мала патека на импеданса за да го намалите ризикот од какви било пречки во колото за напојување и да помогне да се заштити контролниот сигнал. Може да се следат истите упатства за да ги држите дигиталните и аналогните одделни.

Спојка – За да го намалите капацитивното спојување поради поставување на големи заземјувачи и жици над и под нив, обидете се да ја преминете симулацијата на земјата само преку аналогни сигнални линии.

Примери за изолација на компоненти (дигитални и аналогни)

Бр.4 – Решете го проблемот со топлина

Дали некогаш сте имале деградација на перформансите на колото или дури и оштетување на плочата поради проблеми со топлината? Бидејќи не се размислува за дисипација на топлина, имаше многу проблеми што ги мачат многу дизајнери. Еве неколку упатства што треба да ги имате на ум за да помогнете во решавањето на проблемите со дисипација на топлина:

Идентификувајте ги проблематичните компоненти

Првиот чекор е да започнете да размислувате за тоа кои компоненти ќе исфрлат најмногу топлина од таблата. Ова може да се направи со прво наоѓање на нивото на „термичка отпорност“ во податочниот лист на компонентата и потоа следење на предложените упатства за пренос на генерираната топлина. Се разбира, можете да додадете радијатори и вентилатори за ладење за да ги одржите компонентите ладни и не заборавајте да ги држите критичните компоненти подалеку од какви било извори на висока топлина.

Додадете влошки за топол воздух

Додавањето на подлошки за топол воздух е многу корисно за плочки што се произведуваат, тие се од суштинско значење за компоненти со висока содржина на бакар и апликации за лемење бранови на повеќеслојни плочки. Поради тешкотијата за одржување на температурата на процесот, секогаш се препорачува да се користат подлошки за топол воздух на компонентите преку дупките за да се направи процесот на заварување што е можно поедноставен со забавување на брзината на дисипација на топлина на пиновите на компонентите.

Како општо правило, секогаш поврзувајте ги сите пропусти или дупки поврзани со земјата или електричната рамнина со помош на подлога за топол воздух. Во прилог на влошки за топол воздух, исто така можете да додадете капки солза на локацијата на линијата за поврзување на подлогата за да обезбедите дополнителна бакарна фолија/метална поддршка. Ова ќе помогне да се намали механичкиот и термичкиот стрес.

Типична врска со подлога за топол воздух

Наука за подлоги за топол воздух:

Многу инженери задолжени за Процес или СМТ во фабрика често наидуваат на спонтана електрична енергија, како што се дефекти на електричната плоча, како што се спонтано празно, де-мокрење или ладно навлажнување. Без разлика како да се променат условите на процесот или да се поврати заварување температура печка како да се прилагоди, постои одредена пропорција на калај не може да се заварени. Што по ѓаволите се случува тука?

Сосема за разлика од проблемот со оксидација на компонентите и плочите, истражете го неговото враќање откако недостасува многу голем дел од постојното лошо заварување што недостасува од дизајнот на жици (распоред) на плочата, а една од најчестите е на компонентите на одредени стапала за заварување поврзани со бакарен лим со голема површина, овие компоненти по заварување на заварување подножје заварување, Некои рачно заварени компоненти, исто така, може да предизвикаат проблеми со лажно заварување или обложување поради слични ситуации, а некои дури и не успеваат да ги заварат компонентите поради предолго загревање.

Општиот PCB во дизајнот на колото честопати треба да постави голема површина од бакарна фолија како напојување (Vcc, Vdd или Vss) и Ground (GND, Ground). Овие големи области од бакарна фолија обично се директно поврзани со некои контролни кола (ИКС) и пинови на електронски компоненти.

За жал, ако сакаме да ги загрееме овие големи површини од бакарна фолија до температурата на калај за топење, обично е потребно повеќе време отколку индивидуалните влошки (греењето е побавно), а дисипацијата на топлина е побрза. Кога едниот крај на толку голема жица од бакарна фолија е поврзан со мали компоненти како што се малиот отпор и малата капацитивност, а другиот крај не е, лесно е да се заварат проблемите поради недоследноста на топењето на калајот и времето на зацврстување; Ако температурната крива на заварување со повратна струја не е добро прилагодена, а времето за загревање е недоволно, ногата за лемење на овие компоненти поврзани во голема бакарна фолија е лесно да го предизвикаат проблемот со виртуелното заварување, бидејќи не можат да ја достигнат температурата на калај за топење.

За време на рачно лемење, спојниците за лемење на компонентите поврзани со големи бакарни фолии ќе се расипат премногу брзо за да завршат во потребното време. Најчестите дефекти се лемење и виртуелно лемење, каде што лемењето се заварува само на игла на компонентата и не е поврзано со подлогата на колото. Од изгледот, целиот спој за лемење ќе формира топка; Уште повеќе, операторот со цел да ги заварува столбовите за заварување на плочата и постојано да ја зголемува температурата на рачката за лемење, или греењето премногу долго, така што компонентите ја надминуваат температурата и оштетувањето на топлина без да го знаат тоа. Како што е прикажано на сликата подолу.

Бидејќи ја знаеме точката на проблемот, можеме да го решиме проблемот. Општо земено, ние бараме таканаречен дизајн на подлога за термичко олеснување за да го решиме проблемот со заварување предизвикан од стапалата за заварување на големите поврзувачки елементи од бакарна фолија. Како што е прикажано на сликата подолу, жиците од лево не користат подлога за топол воздух, додека жиците од десната страна усвоија врска со подлогата за топол воздух. Може да се види дека има само неколку мали линии во контактната област помеѓу подлогата и големата бакарна фолија, што во голема мера може да го ограничи губењето на температурата на подлогата и да постигне подобар ефект на заварување.

Бр. 5 – Проверете ја вашата работа

Лесно е да се чувствувате преоптоварени на крајот од дизајнерскиот проект кога ги расукувате и ги издувате сите парчиња заедно. Затоа, двојно и тројно проверување на вашите напори за дизајн во оваа фаза може да значи разлика помеѓу успехот во производството и неуспехот.

За да помогнеме да се заврши процесот на контрола на квалитетот, секогаш препорачуваме да започнете со електрична проверка на правила (ERC) и дизајн на правила (DRC) за да потврдите дека вашиот дизајн целосно ги исполнува сите правила и ограничувања. Со двата системи, лесно можете да ги проверите ширините на дозволата, ширината на линијата, вообичаените поставки за производство, барањата за голема брзина и кратки споеви.

Кога вашиот ERC и DRC даваат резултати без грешки, се препорачува да ги проверите жиците на секој сигнал, од шематски до PCB, една сигнална линија истовремено за да бидете сигурни дека не ви недостасуваат никакви информации. Исто така, користете ги способностите за испитување и маскирање на вашата алатка за дизајн за да се осигурате дека материјалот за распоред на ПХБ одговара на вашата шема.