На почетку новог дизајна, већина времена је потрошена на дизајн кола и избор компоненти, а ПЦБ- распоред и фаза ожичења често се нису разматрали свеобухватно због недостатка искуства. Неуспех да се довољно времена и труда посвети распореду ПЦБ -а и фази рутирања дизајна може резултирати проблемима у фази производње или функционалним недостацима када се дизајн прелази из дигиталног домена у физичку стварност. Дакле, који је кључ за дизајнирање плоче која је аутентична и на папиру иу физичком облику? Хајде да истражимо пет најбољих смерница за дизајн ПЦБ -а које треба знати при дизајнирању производног, функционалног ПЦБ -а.

1 – Фино подесите изглед компоненте

Фаза постављања компоненти процеса постављања ПЦБ -а је и наука и умјетност, која захтијева стратешко разматрање примарних компоненти доступних на плочи. Иако овај процес може бити изазован, начин на који постављате електронику ће одредити колико је лако произвести вашу плочу и колико добро испуњава ваше првобитне захтеве дизајна.

Иако постоји општи општи редослед за постављање компоненти, као што је секвенцијално постављање конектора, компоненти за монтажу на ПЦБ, струјна кола, прецизна кола, критична кола итд., Постоје и неке посебне смернице које треба имати на уму, укључујући:

Оријентација-Осигуравање да су сличне компоненте постављене у истом смеру помоћи ће у постизању ефикасног процеса заваривања без грешака.

Постављање – Избегавајте постављање мањих компоненти иза већих компоненти на које може утицати лемљење већих компоненти.

Организација-Препоручује се да се све компоненте за површинско монтирање (СМТ) поставе на исту страну плоче, а све компоненте кроз рупе (ТХ) да се поставе на врх плоче како би се смањили кораци монтаже.

Још једна коначна смјерница за дизајн ПЦБ-а-када се користе компоненте мјешовите технологије (компоненте кроз отвор и компоненте за површинско монтирање), произвођач може захтијевати додатне процесе за састављање плоче, што ће повећати ваше укупне трошкове.

Добра оријентација компоненте чипа (лево) и лоша оријентација компоненте чипа (десно)

Добар положај компоненти (лево) и лош положај компоненти (десно)

Бр. 2 – Правилно постављање напајања, уземљења и сигналног ожичења

Након постављања компоненти, можете поставити напајање, уземљење и сигнално ожичење како бисте осигурали да ваш сигнал има чисту стазу без проблема. У овој фази процеса изгледа имајте на уму следеће смернице:

Пронађите слојеве напајања и равни уземљења

Увек се препоручује да слојеви напајања и равни уземљења буду постављени унутар плоче, док су симетрични и центрирани. Ово помаже у спречавању савијања плоче, што је такође важно ако су ваше компоненте правилно постављене. За напајање ИЦ-а препоручује се кориштење заједничког канала за свако напајање, осигуравање чврсте и стабилне ширине ожичења и избјегавање повезивања ланчаног напајања између уређаја.

Сигнални каблови су повезани кабловима

Затим спојите сигналну линију према дизајну у шематски дијаграм. Препоручује се да увек идете најкраћим могућим путем и директним путем између компоненти. Ако ваше компоненте морају бити постављене водоравно без пристрасности, препоручује се да у основи повежете компоненте плоче водоравно тамо гдје излазе из жице, а затим их окомито ожичите након што изађу из жице. Ово ће држати компоненту у хоризонталном положају док лемљење мигрира током заваривања. Као што је приказано у горњој половини доње слике. Сигнално ожичење приказано у доњем делу слике може изазвати прогиб компоненте док лем тече током заваривања.

Препоручено ожичење (стрелице означавају смер протока лемљења)

Не препоручено ожичење (стрелице означавају смер протока лемљења)

Дефинишите ширину мреже

Ваш дизајн може захтевати различите мреже које ће носити различите струје, што ће одредити потребну ширину мреже. Узимајући у обзир овај основни захтев, препоручује се да се обезбеди ширина од 0.010 “(10мил) за нискострујне аналогне и дигиталне сигнале. Када линијска струја прелази 0.3 ампера, требало би је проширити. Ево бесплатног калкулатора ширине линије који олакшава процес конверзије.

Број три. – Ефикасан карантин

Вероватно сте искусили како велики скокови напона и струје у круговима напајања могу ометати ваша нисконапонска кола за управљање струјом. Да бисте смањили такве сметње, следите следеће смернице:

Изолација – Уверите се да је сваки извор напајања одвојен од извора напајања и извора управљања. Ако их морате повезати заједно на штампаној плочи, уверите се да је што је могуће ближе крају пута напајања.

Распоред – Ако сте равнину земље поставили у средњи слој, обавезно поставите малу путању импедансе како бисте смањили ризик од било каквих сметњи у струјном кругу и заштитили свој управљачки сигнал. Исте смернице се могу следити како бисте дигитални и аналогни уређај одвојили.

Спојница – Да бисте смањили капацитивну спрегу због постављања великих равнина уземљења и ожичења изнад и испод њих, покушајте укрстити симулацију тла само кроз аналогне сигналне водове.

Примери изолације компоненти (дигитални и аналогни)

Бр.4 – Решите проблем топлоте

Да ли сте икада имали проблема са перформансама кола или чак оштетили плочу због проблема са топлотом? Будући да се не узима у обзир расипање топлоте, било је много проблема који су мучили многе дизајнере. Ево неколико смерница које треба имати на уму да бисте помогли у решавању проблема са расипањем топлоте:

Идентификујте проблематичне компоненте

Први корак је почети размишљати о томе које ће компоненте одводити највише топлоте са плоче. То се може учинити тако што ћете прво пронаћи „топлотни отпор“ у техничком листу компоненте, а затим следити предложене смернице за пренос произведене топлоте. Наравно, можете додати радијаторе и вентилаторе за хлађење како би компоненте биле хладне, и запамтите да критичне компоненте држите подаље од извора велике топлоте.

Додајте јастучиће за топли ваздух

Додавање јастучића са топлим ваздухом је веома корисно за производне плоче, од суштинског су значаја за компоненте са високим садржајем бакра и лемљење таласима на вишеслојним плочама. Због потешкоћа у одржавању процесне температуре, увек се препоручује употреба јастучића са топлим ваздухом на компонентама кроз рупе како би се поступак заваривања учинио што једноставнијим успоравањем брзине расипања топлоте на иглама компоненти.

Као опште правило, увек повежите било коју пролазну или пролазну рупу повезану са земљом или равнином напајања помоћу јастучића за топли ваздух. Осим јастучића са топлим ваздухом, можете додати и капљице суза на месту прикључног вода јастучића како бисте обезбедили додатну подршку од бакарне фолије/метала. То ће помоћи у смањењу механичког и топлотног напрезања.

Типично повезивање јастучића са топлим ваздухом

Наука о топлим ваздушним јастучићима:

Многи инжењери задужени за Процесс или СМТ у фабрици често наилазе на спонтану електричну енергију, попут дефеката на електричној плочи, попут спонтаног пражњења, одвлаживања или хладног влажења. Без обзира на то како променити услове процеса или температуру пећи за заваривање како се прилагодити, постоји одређени део калаја који се не може заварити. Шта се дођавола овде дешава?

Осим проблема оксидације компоненти и плоча, истражите његово враћање након што велики дио постојећег лошег заваривања заправо долази из недостатка дизајна ожичења (распореда) плочица, а један од најчешћих је на компонентама одређене ноге за заваривање повезане са бакарним лимом велике површине, ове компоненте након рефлов лемљења за заваривање, Неке ручно заварене компоненте такође могу изазвати лажне проблеме заваривања или облагања због сличних ситуација, а неке чак и не успевају да заваре компоненте због предугог загревања.

Опћенито, ПЦБ у дизајну кола често мора положити велику површину бакрене фолије као извор напајања (Вцц, Вдд или Всс) и уземљење (ГНД, Гроунд). Ове велике површине бакарне фолије обично су директно повезане са неким управљачким круговима (ИЦС) и пиновима електронских компоненти.

Нажалост, ако желимо да загрејемо ове велике површине бакарне фолије на температуру таљења калаја, обично је потребно више времена него појединим јастучићима (грејање је спорије), а расипање топлоте је брже. Када је један крај тако великог ожичења од бакарне фолије повезан са малим компонентама као што су мали отпор и мали капацитет, а други крај није, лако је доћи до проблема са заваривањем због недоследности топљења калаја и времена очвршћавања; Ако температурна крива при поновном заваривању није добро подешена, а време предгревања недовољно, лемне ноге ових компоненти спојених у велику бакарну фолију лако могу изазвати проблем виртуелног заваривања јер не могу да достигну температуру таљеног калаја.

Током ручног лемљења лемни спојеви компоненти спојених на велике бакарне фолије ће се расипати пребрзо да би се завршили у потребном року. Најчешћи недостаци су лемљење и виртуелно лемљење, где је лем заварен само на пин компоненте и није повезан са подлогом плоче. По изгледу цео лемни спој формира лопту; Штавише, оператер ради заваривања ножица за заваривање на плочи и стално повећавања температуре лемилице или предугог загревања, тако да компоненте прелазе температуру отпорности на топлоту и оштећују се, а да то и не знају. Као што је приказано на доњој слици.

Пошто знамо тачку проблема, можемо решити проблем. Опћенито, за рјешавање проблема заваривања узрокованих завареним ногама великих спојних елемената од бакрене фолије потребан нам је такозвани Тхермал Релиеф јастучић. Као што је приказано на доњој слици, ожичење са леве стране не користи јастучић са топлим ваздухом, док је ожичење са десне стране усвојило везу јастучића са топлим ваздухом. Може се видети да постоји само неколико малих линија у додирном подручју између подлоге и велике бакарне фолије, што може у великој мери ограничити губитак температуре на подлози и постићи бољи ефекат заваривања.

Бр. 5 – Проверите свој рад

Лако је осећати се преоптерећеним на крају дизајнерског пројекта када гутате и скупљате све делове заједно. Стога двоструко и троструко провјеравање вашег дизајнерског напора у овој фази може значити разлику између успјеха производње и неуспјеха.

Да бисте лакше довршили процес контроле квалитета, увек препоручујемо да почнете са електричном провером правила (ЕРЦ) и провером правила дизајна (ДРЦ) да бисте потврдили да ваш дизајн у потпуности испуњава сва правила и ограничења. Са оба система можете лако проверити ширину зазора, ширину линија, уобичајена производна подешавања, захтеве велике брзине и кратке спојеве.

Када ваши ЕРЦ и ДРЦ дају резултате без грешака, препоручује се да проверите ожичење сваког сигнала, од схематског до ПЦБ-а, једну по једну сигналну линију како бисте били сигурни да вам не недостају никакве информације. Такође, користите могућности сондирања и маскирања вашег алата за дизајн како бисте били сигурни да ваш материјал за постављање ПЦБ -а одговара вашој шеми.