Dina awal desain anyar, seuseueurna waktos dihasilkeun dina desain sirkuit sareng pilihan komponén, sareng PCB tahap perenah sareng kabel sering dianggap henteu lengkep kusabab kurang pangalaman. Gagal nyéépkeun waktos sareng usaha anu cekap pikeun perenah PCB sareng fase peruteyan desain tiasa ngahasilkeun masalah dina tahap manufaktur atanapi cacat fungsional nalika desain dialihkeun tina domain digital kana kanyataan fisik. Janten naon koncina pikeun ngarancang sirkuit anu otentik boh dina kertas sareng bentuk fisik? Hayu urang ngajajah lima pedoman desain PCB luhur pikeun terang nalika mendesain PCB anu fungsina tiasa dianggo.

1 – Ngepaskeun tata ruang komponén anjeun

Fase panempatan komponén tina prosés perenah PCB duanana mangrupikeun élmu sareng seni, meryogikeun tinimbangan strategis pikeun komponén primér anu aya dina papan. Sanaos prosés ieu tiasa nangtang, cara nempatkeun éléktronika bakal nangtoskeun kumaha gampangna ngadamel papan anjeun sareng kumaha éta cocog sareng sarat desain aslina anjeun.

Sanaos aya urutan umum pikeun panempatan komponén, sapertos panempatan anu konékén tina panyambungna, komponén pamasangan PCB, sirkuit listrik, sirkuit presisi, sirkuit kritis, sareng sajabana, aya ogé sababaraha tungtunan khusus anu kedah diémutan, kalebet:

Orientasi – Mastikeun komponén anu sami diposisikan dina arah anu sami bakal ngabantosan prosés pangelasan anu éfisién sareng gratis.

Panempatan – Cegah nempatkeun komponén anu langkung alit dina komponén anu langkung ageung dimana éta tiasa kapangaruhan ku solder komponén anu langkung ageung.

Organisasi – Disarankeun sadaya komponén pemasangan permukaan (SMT) ditempatkeun dina sisi anu sami dina papan sareng sadaya komponén liwat-liang (TH) ditempatkeun di luhur papan pikeun ngaleutikan léngkah perakitan.

Salah sahiji padoman desain PCB akhir – nalika nganggo komponén téknologi campuran (through-hole sareng permukaan-mount komponén), pabrikna peryogi meryogikeun prosés tambihan kanggo ngarakit dewan, anu bakal nambihan biaya anjeun.

Orientasi komponén chip anu saé (kénca) sareng orientasi komponén chip goréng (katuhu)

Panempatan komponén anu saé (kénca) sareng panempatan komponén anu goréng (katuhu)

Nomer 2 – Panempatan kakuatan, grounding sareng kabel sinyal anu leres

Saatos nempatkeun komponénna, anjeun teras tiasa nempatkeun catu daya, grounding, sareng sambungan kabel sinyal pikeun mastikeun yén sinyal anjeun ngagaduhan jalur anu bersih, bébas masalah. Dina tahap ieu prosés perenah, tetepkeun pitunjuk ieu:

Milarian catu daya sareng lapisan pesawat grounding

Éta salawasna disarankeun yén catu daya sareng lapisan pesawat darat ditempatkeun di jero papan bari simetris sareng dipuseurkeun. Ieu ngabantosan nyegah papan sirkuit anjeun tina bending, anu ogé penting upami komponén anjeun diposisikan leres. Pikeun kakuatan IC, disarankeun nganggo saluran umum pikeun tiap catu daya, mastikeun lébar kabel anu teguh sareng stabil, sareng hindarkeun sambungan kakuatan ranté Daisy parangkat.

Kabel sinyal disambungkeun ngalangkungan kabel

Salajengna, sambungkeun garis sinyal numutkeun desain dina diagram skéma. Disarankeun pikeun salawasna nyandak jalur anu pang pondokna sareng jalur langsung antara komponén. Upami komponén anjeun kedah diposisikan sacara horisontal tanpa bias, disarankeun dasarna anjeun kawat komponén papan sacara horisontal dimana aranjeunna kaluar tina kawat teras sacara vertikal kawat aranjeunna saatos aranjeunna kaluar tina kawat. Ieu bakal nahan komponén dina posisi horizontal nalika solder hijrah salami las. Sakumaha dituduhkeun dina satengah luhur gambar di handap ieu. Kabel sinyal anu ditingalikeun dina bagian handap gambar tiasa nyababkeun defleksi komponén nalika solder ngalir nalika ngelas.

Kabel anu disarankeun (panah nunjukkeun arah aliran solder)

Kabel anu henteu disarankeun (panah nunjukkeun arah aliran solder)

Nangtukeun lébar jaringan

Desain anjeun panginten peryogi jaringan anu sanés anu bakal nyandak rupa-rupa arus, anu bakal nangtukeun lebar jaringan anu diperyogikeun. Mertimbangkeun sarat dasar ieu, disarankeun nyayogikeun 0.010 “(10mil) lébar pikeun sinyal analog sareng digital ayeuna. Nalika jalur anjeun ayeuna ngaleuwihan 0.3 ampere, éta kedah dilegaan. Ieu kalkulator lebar garis gratis pikeun ngajantenkeun prosés konvérsi gampang.

Nomer tilu. – Karantina épéktip

Anjeun panginten parantos ngalaman kumaha voltase ageung sareng paku ayeuna dina sirkuit catu daya tiasa ngaganggu sirkuit kontrol arus-voltase rendah anjeun. Pikeun ngaleutikan masalah gangguan sapertos kitu, turutan pitunjuk ieu:

Isolasi – Pastikeun yén unggal sumber kakuatan dijaga misah tina sumber kakuatan sareng sumber kendali. Upami anjeun kedah sambungkeun babarengan dina PCB, pastikeun caket kana tungtung jalur listrik sabisa-bisa.

Tata Letak – Upami anjeun parantos nempatkeun pesawat darat dina lapisan tengah, pastikeun nempatkeun jalur impedansi alit pikeun ngirangan résiko gangguan sirkuit listrik sareng ngabantosan sinyal kontrol anjeun. Pitunjuk anu sami tiasa dituturkeun pikeun ngajaga digital sareng analog anjeun misah.

Kopling – Pikeun ngirangan gandeng kapasitif kusabab nempatkeun pesawat anu ageung sareng kabel di luhur sareng di handapeunana, cobian nyebrangan ground simulate ngan ukur ngaliwatan jalur sinyal analog.

Conto isolasi komponén (digital sareng analog)

No.4 – Ngabéréskeun masalah panas

Naha anjeun kantos ngalaman degradasi kinerja sirkuit atanapi bahkan ngarusak papan sirkuit kusabab masalah panas? Kusabab teu aya tinimbangan ngeunaan dissipation panas, aya seueur masalah plaguing seueur désainer. Ieu sababaraha pedoman anu kedah diémutan pikeun ngabéréskeun masalah pembuangan panas:

Identipikasi komponén troublesome

Léngkah munggaran nyaéta mimitian mikir ngeunaan komponén mana anu bakal ngaleungitkeun panas anu pangpentingna tina papan. Ieu tiasa dilakukeun ku munggaran mendakan tingkat “résistansi termal” dina lambaran data komponén teras nuturkeun pitunjuk anu disarankeun pikeun mindahkeun panas anu dihasilkeun. Tangtosna, anjeun tiasa nambihan radiator sareng kipas pendingin supados komponén tetep tiis, sareng émut kanggo jaga komponén kritis tina sumber panas anu luhur.

Tambahkeun bantalan hawa panas

Ditambahkeun hampang udara panas gunana pisan pikeun papan sirkuit anu tiasa ditata, penting pisan pikeun komponén eusi tambaga anu luhur sareng aplikasi solder gelombang dina papan sirkuit multilayer. Kusabab kasusah ngajaga suhu prosés, sok disarankeun nganggo bantalan hawa panas kana komponén liwat-liang pikeun ngajantenkeun prosés las sakumaha mungkin ku ngalambatkeun laju dissipation panas dina pin komponénna.

Salaku aturan umum, salawasna sambungkeun wae liang-liwat atanapi liwat-liang anu nyambung kana taneuh atanapi pesawat listrik nganggo bantalan hawa panas. Salian bantalan hawa panas, anjeun ogé tiasa nambihan tetes cimata di lokasi garis sambungan pad kanggo nyayogikeun tambahan tambaga foil / logam. Ieu bakal ngabantosan ngirangan setrés mékanis sareng termal.

Sambungan hawa panas has

Élmu pad hawa panas:

Seueur insinyur anu ngurus Proses atanapi SMT di pabrik sering ngalaman énergi listrik spontan, sapertos cacat papan listrik sapertos kosong spontan, de-wetting, atanapi wetting tiis. Henteu janten masalah kumaha ngarobih kaayaan prosés atanapi ngagambarkeun tungku las tungku kumaha nyaluyukeun, aya proporsi tin anu teu tiasa dilas. Naon kajadian di dieu?

Lumayan ti komponén sareng masalah oksidasi papan sirkuit, nalungtik balikna saatos bagian anu gedé pisan tina bad las anu leres-leres asalna tina desain circuit board (layout) anu leungit, sareng salah sahiji anu paling umum nyaéta dina komponén suku las tangtu sambungkeun kana lambaran tambaga daérah ageung, komponén-komponén ieu saatos suku las soldering las, Sababaraha komponén anu dilas ku tangan ogé tiasa nyababkeun masalah las atanapi cladding palsu kusabab kaayaan anu sami, sareng sababaraha ogé gagal ngelas komponénna kusabab pemanasan anu panjang teuing.

PCB umum dina rarancang sirkuit sering kedah nempatkeun daérah foil tambaga salaku catu daya (Vcc, Vdd atanapi Vss) sareng Ground (GND, Ground). Daérah gedé tina foil tambaga ieu biasana nyambung langsung kana sababaraha sirkuit kontrol (ICS) sareng pin tina komponén éléktronik.

Hanjakalna, upami urang hoyong panaskeun daérah foil tambaga ageung ieu kana suhu kaléng lebur, biasana biasana langkung seueur waktos tibatan bantalan masing-masing (pemanasan langkung laun), sareng dissipasi panas langkung gancang. Nalika hiji tungtung kabel foil tambaga ageung sapertos dihubungkeun sareng komponén alit sapertos résistansi alit sareng kapasitansi alit, sareng tungtung anu sanésna henteu, gampang pikeun ngelas masalah kusabab teu konsistén lebur kaléng sareng waktos padet; Upami kurva suhu las reflow henteu disaluyukeun ogé, sareng waktos preheating henteu cekap, suku solder komponén ieu dihubungkeun dina foil tambaga ageung gampang nyababkeun masalah las virtual sabab henteu tiasa ngahontal suhu timah lebur.

Dina Hand Soldering, sendi solder komponén anu nyambung kana foil tambaga ageung bakal ngaleungitkeun teuing gancang pikeun ngarengsekeun dina waktos anu diperyogikeun. Anu cacat paling umum nyaéta solder sareng solder virtual, dimana solder ngan ukur dilas kana pin komponénna sareng henteu nyambung kana pad of circuit board. Tina penampilanna, sacara gembleng sendi bakal ngawangun bola; Naon deui, operator pikeun ngelas suku las dina papan sirkuit sareng teras-terasan naékkeun suhu beusi soldering, atanapi pemanasan panjang teuing, sahingga komponénna ngaleungitkeun suhu résistansi panas sareng karusakan tanpa kanyahoan. Sakumaha dituduhkeun dina gambar di handap ieu.

Kusabab urang terang titik masalahna, urang tiasa ngajawab masalah. Umumna, urang meryogikeun desain bantalan Thermal Relief pikeun méréskeun masalah las anu disababkeun ku suku las unsur nyambungkeun foil tambaga ageung. Sakumaha dituduhkeun dina gambar di handap ieu, kabel di kénca henteu nganggo pad hawa panas, sedengkeun kabel di beulah katuhu parantos ngadopsi sambungan hawa panas. Éta tiasa ditingali yén ngan aya sababaraha garis leutik di daérah kontak antara dampal sareng foil tambaga ageung, anu tiasa pisan ngirangan leungitna suhu dina dampal sareng ngahontal épék las anu langkung saé.

No 5 – Pariksa padamelan anjeun

Gampang ngarasa kabebeng dina tungtung proyék desain nalika anjeun huffing sareng puffing sadayana potongan babarengan. Ku alatan éta, ganda sareng dua kali mariksa usaha desain anjeun dina tahap ieu tiasa hartosna bédana antara kasuksésan manufaktur sareng kagagalan.

Pikeun ngabantosan ngalengkepan prosés pangendali, urang teras nyarankeun yén anjeun mimitian ku cek Aturan listrik (ERC) sareng desain Rule check (DRC) pikeun mastikeun yén desain anjeun sapinuhna minuhan sadaya aturan sareng konstrain. Kalayan duanana sistem, anjeun tiasa sacara gampil mariksa lébarna lébar, lébar garis, setélan pembuatan umum, sarat gancang sareng sirkuit pondok.

Nalika ERC sareng DRC anjeun ngahasilkeun hasil bébas tina kasalahan, disarankeun anjeun mariksa sambungan kabel unggal sinyalna, tina skéma kana PCB, hiji garis sinyal sakaligus pikeun mastikeun yén anjeun henteu sono inpormasi nanaon. Ogé, gunakeun probing alat anjeun sareng kamampuan masking pikeun mastikeun yén bahan perenah PCB anjeun cocog sareng skéma anjeun.