Sa simula ng bagong disenyo, ang karamihan sa oras ay ginugol sa disenyo ng circuit at pagpili ng sangkap, at ang PCB ang yugto ng layout at mga kable ay madalas na hindi isinasaalang-alang ng komprehensibo dahil sa kakulangan ng karanasan. Ang kabiguang maglaan ng sapat na oras at pagsisikap sa layout ng PCB at yugto ng pagruruta ng disenyo ay maaaring magresulta sa mga problema sa yugto ng pagmamanupaktura o pagganap na mga depekto kapag ang disenyo ay inilipat mula sa digital domain patungo sa pisikal na katotohanan. Kaya’t ano ang susi sa pagdidisenyo ng isang circuit board na tunay na kapwa sa papel at sa pisikal na anyo? Tuklasin natin ang nangungunang limang mga alituntunin sa disenyo ng PCB upang malaman kapag nagdidisenyo ng isang gawa, gumagana na PCB.

1 – Fine tune ng iyong layout ng sangkap

Ang bahagi ng bahagi ng paglalagay ng proseso ng layout ng PCB ay kapwa isang agham at isang sining, na nangangailangan ng istratehikong pagsasaalang-alang sa mga pangunahing sangkap na magagamit sa board. Habang ang proseso na ito ay maaaring maging isang mahirap, ang paraan ng iyong paglalagay ng electronics ay matukoy kung gaano kadali ang paggawa ng iyong board at kung gaano kahusay nito natutugunan ang iyong orihinal na mga kinakailangan sa disenyo.

Habang mayroong isang pangkalahatang pangkalahatang order para sa paglalagay ng sangkap, tulad ng sunud-sunod na paglalagay ng mga konektor, mga bahagi ng mounting ng PCB, mga circuit ng kuryente, mga eksaktong circuit, kritikal na mga circuit, atbp. Mayroon ding ilang mga tiyak na patnubay na dapat tandaan, kabilang ang:

Oryentasyon – Ang pagtiyak na ang mga katulad na sangkap ay nakaposisyon sa parehong direksyon ay makakatulong makamit ang isang mahusay at walang error na proseso ng hinang.

Paglalagay – Iwasang maglagay ng mas maliit na mga bahagi sa likod ng mas malalaking mga bahagi kung saan maaaring maapektuhan ng paghihinang ng mas malalaking mga bahagi.

Organisasyon – Inirerekumenda na ang lahat ng mga bahagi ng mount mount (SMT) ay mailagay sa parehong bahagi ng board at lahat ng mga through-hole (TH) na bahagi ay ilagay sa tuktok ng board upang mabawasan ang mga hakbang sa pagpupulong.

Isang pangwakas na patnubay sa disenyo ng PCB – kapag gumagamit ng mga halo-halong mga bahagi ng teknolohiya (through-hole at ibabaw-mount na mga bahagi), maaaring mangailangan ang tagagawa ng mga karagdagang proseso upang tipunin ang board, na idaragdag sa iyong pangkalahatang gastos.

Mahusay na orientation ng bahagi ng maliit na tilad (kaliwa) at masamang orientation ng bahagi ng maliit na tilad (kanan)

Mahusay na pagkakalagay ng bahagi (kaliwa) at hindi magandang pagkakalagay ng bahagi (kanan)

No. 2 – Wastong paglalagay ng mga kable ng kuryente, saligan at signal

Matapos mailagay ang mga bahagi, maaari mo nang mailagay ang supply ng kuryente, saligan, at mga kable ng signal upang matiyak na ang iyong signal ay may malinis, walang problema na landas. Sa yugtong ito ng proseso ng layout, tandaan ang mga sumusunod na alituntunin:

Hanapin ang power supply at mga grounding layer ng eroplano

Palaging inirerekomenda na ang suplay ng kuryente at mga layer ng eroplano sa lupa ay ilagay sa loob ng board habang simetriko at nakasentro. Nakakatulong ito na pigilan ang iyong circuit board mula sa baluktot, na mahalaga din kung ang iyong mga sangkap ay nakaposisyon nang tama. Para sa pagpapatakbo ng IC, inirerekumenda na gumamit ng isang pangkaraniwang channel para sa bawat supply ng kuryente, tiyakin ang isang matatag at matatag na lapad ng mga kable, at iwasan ang mga aparato-sa-aparato na koneksyon ng kuryente ng Daisy.

Ang mga signal cable ay konektado sa pamamagitan ng mga cable

Susunod, ikonekta ang linya ng signal ayon sa disenyo sa diagram ng eskematiko. Inirerekumenda na laging gawin ang pinakamaikling posibleng landas at direktang landas sa pagitan ng mga bahagi. Kung ang iyong mga sangkap ay dapat na nakaposisyon nang pahalang nang walang bias, inirerekumenda na i-wire mo ang mga bahagi ng board nang pahalang kung saan sila lumabas mula sa kawad at pagkatapos ay patayo na kawad pagkatapos nilang makalabas sa kawad. Hahawakan nito ang sangkap sa pahalang na posisyon habang ang solder ay lumilipat habang hinang. Tulad ng ipinakita sa itaas na kalahati ng pigura sa ibaba. Ang mga kable ng signal na ipinapakita sa mas mababang bahagi ng pigura ay maaaring maging sanhi ng pagpapalihis ng bahagi habang dumadaloy ang solder habang hinang.

Inirekumendang mga kable (ipahiwatig ng mga arrow ang direksyon ng daloy ng solder)

Hindi inirerekumendang mga kable (ang mga arrow ay nagpapahiwatig ng direksyon ng daloy ng solder)

Tukuyin ang lapad ng network

Maaaring mangailangan ang iyong disenyo ng iba’t ibang mga network na magdadala ng iba’t ibang mga alon, na tutukoy sa kinakailangang lapad ng network. Isinasaalang-alang ang pangunahing kinakailangang ito, inirerekumenda na magbigay ng lapad na 0.010 “(10mil) para sa mababang kasalukuyang analog at mga digital signal. Kapag ang iyong kasalukuyang linya ay lumampas sa 0.3 amperes, dapat itong palawakin. Narito ang isang libreng calculator ng lapad ng linya upang gawing madali ang proseso ng conversion.

Bilang tatlo. – Mabisang kuwarentenas

Marahil naranasan mo kung gaano kalaking boltahe at kasalukuyang mga pako sa mga supply ng kuryente na maaaring makagambala sa iyong mga boltahe na kasalukuyang kontrol na mababa ang boltahe. Upang mabawasan ang mga nasabing problema sa pagkagambala, sundin ang mga sumusunod na alituntunin:

Paghiwalay – Tiyaking ang bawat mapagkukunan ng kuryente ay pinananatiling hiwalay mula sa pinagmulan ng kuryente at mapagkukunan ng kontrol. Kung dapat mong ikonekta ang mga ito nang magkasama sa PCB, tiyakin na ito ay malapit sa dulo ng daanan ng kuryente hangga’t maaari.

Layout – Kung naglagay ka ng isang ground plane sa gitnang layer, siguraduhing maglagay ng isang maliit na landas ng impedance upang mabawasan ang peligro ng anumang pagkagambala ng circuit ng kuryente at makatulong na protektahan ang iyong signal ng kontrol. Ang mga parehong alituntunin ay maaaring sundin upang mapanatili ang iyong digital at analog na magkahiwalay.

Coupling – Upang mabawasan ang capacitive na pagkabit dahil sa paglalagay ng mga malalaking eroplano sa lupa at mga kable sa itaas at sa ibaba ng mga ito, subukang i-cross ang gayahin ang lupa sa pamamagitan lamang ng mga linya ng signal ng analog.

Mga Halimbawa ng paghihiwalay ng bahagi (digital at analog)

No.4 – Malutas ang problema sa init

Naranasan mo na bang magkaroon ng pagkasira ng pagganap ng circuit o kahit pinsala sa circuit board dahil sa mga problema sa init? Dahil walang pagsasaalang-alang sa pagwawaldas ng init, maraming mga problema na sumasakit sa maraming mga taga-disenyo. Narito ang ilang mga alituntunin na dapat tandaan upang makatulong na malutas ang mga problema sa pagwawaldas ng init:

Tukuyin ang mga mahirap na sangkap

Ang unang hakbang ay upang simulang mag-isip tungkol sa kung aling mga bahagi ang magwawaldas ng pinakamaraming init mula sa board. Maaari itong magawa sa pamamagitan ng unang paghanap ng antas ng “thermal resistence” sa sheet ng data ng bahagi at pagkatapos ay pagsunod sa mga iminungkahing patnubay upang ilipat ang nabuo na init. Siyempre, maaari kang magdagdag ng mga radiator at paglamig ng mga tagahanga upang panatilihing cool ang mga sangkap, at tandaan na panatilihing malayo ang mga kritikal na bahagi mula sa anumang mataas na mapagkukunan ng init.

Magdagdag ng mga hot air pad

Ang pagdaragdag ng mga hot air pad ay lubhang kapaki-pakinabang para sa mga tela na circuitable circuit, mahalaga ang mga ito para sa mataas na mga bahagi ng nilalaman ng tanso at mga aplikasyon ng paghihinang ng alon sa mga multilayer circuit board. Dahil sa kahirapan ng pagpapanatili ng temperatura ng proseso, palaging inirerekumenda na gumamit ng mga hot air pad sa mga through-hole na bahagi upang gawing simple ang proseso ng hinang sa pamamagitan ng pagbagal ng rate ng pagwawaldas ng init sa mga pin ng mga bahagi.

Bilang isang pangkalahatang panuntunan, laging ikonekta ang anumang through-hole o through-hole na konektado sa lupa o eroplano na kuryente gamit ang isang hot air pad. Bilang karagdagan sa mga hot air pad, maaari ka ring magdagdag ng mga patak ng luha sa lokasyon ng linya ng koneksyon ng pad upang magbigay ng karagdagang suporta sa tanso foil / metal. Makakatulong ito na mabawasan ang stress ng mekanikal at thermal.

Karaniwang koneksyon ng mainit na air pad

Mainit na agham ng air pad:

Maraming mga inhinyero na namamahala sa Proseso o SMT sa isang pabrika ay madalas na nakatagpo ng kusang koryente na kuryente, tulad ng mga depekto ng de-koryenteng board tulad ng kusang walang laman, de-wetting, o cold wetting. Hindi mahalaga kung paano baguhin ang mga kundisyon ng proseso o i-refow ang temperatura ng welding furnace kung paano ayusin, mayroong isang tiyak na proporsyon ng lata na hindi maaaring welded. Anong nangyayari dito?

Medyo bukod sa mga bahagi at problema sa oksihenasyon ng circuit boards, siyasatin ang pagbabalik nito matapos ang isang napakalaking bahagi ng mayroon nang masamang hinang na talagang nagmula sa disenyo ng circuit board (layout) na nawawala, at ang isa sa pinakakaraniwan ay sa mga bahagi ng isang ilang mga paa ng hinang na konektado sa tanso sheet ng malaking lugar, ang mga sangkap na ito pagkatapos ng refow soldering welding welding paa, Ang ilang mga sangkap na hinangin ng kamay ay maaari ding maging sanhi ng maling mga problema sa hinang o pag-cladding dahil sa magkatulad na sitwasyon, at ang ilan ay nabigo pang hinangin ang mga sangkap dahil sa sobrang haba ng pag-init.

Ang pangkalahatang PCB sa disenyo ng circuit ay madalas na kailangang maglatag ng isang malaking lugar ng tanso foil bilang supply ng kuryente (Vcc, Vdd o Vss) at Ground (GND, Ground). Ang mga malalaking lugar na ito ng tanso foil ay karaniwang direktang konektado sa ilang mga control circuit (ICS) at mga pin ng mga elektronikong sangkap.

Sa kasamaang palad, kung nais nating maiinit ang mga malalaking lugar na ito ng tanso foil sa temperatura ng natutunaw na lata, karaniwang tumatagal ito ng mas maraming oras kaysa sa mga indibidwal na pad (mas mabagal ang pag-init), at mas mabilis ang pagwawaldas ng init. Kapag ang isang dulo ng tulad ng isang malaking tanso foil mga kable ay konektado sa maliit na mga bahagi tulad ng maliit na paglaban at maliit na kapasidad, at ang iba pang mga dulo ay hindi, madali upang welding problema dahil sa hindi pagkakapare-pareho ng natutunaw na lata at solidification oras; Kung ang temperatura ng kurba ng pag-welding ng reflow ay hindi naayos nang maayos, at ang oras ng preheating ay hindi sapat, ang mga paa ng panghinang ng mga sangkap na ito na konektado sa malaking tanso na palara ay madaling maging sanhi ng problema ng virtual welding dahil hindi nila maabot ang temperatura ng natutunaw na lata.

Sa panahon ng Paghihinang sa Kamay, ang mga solder joint ng mga sangkap na konektado sa malalaking foil na tanso ay mabilis na magwawaldas upang makumpleto sa loob ng kinakailangang oras. Ang pinakakaraniwang mga depekto ay ang paghihinang at virtual na paghihinang, kung saan ang hinang ay hinangin lamang sa pin ng sangkap at hindi konektado sa pad ng circuit board. Mula sa hitsura, ang buong magkasanib na solder ay bubuo ng isang bola; Ano pa, ang operator upang ma-welding ang mga paa ng hinang sa circuit board at patuloy na taasan ang temperatura ng soldering iron, o masyadong mainit ang pag-init, upang ang mga sangkap ay lumampas sa temperatura ng paglaban sa init at pinsala nang hindi alam ito. Tulad ng ipinakita sa pigura sa ibaba.

Dahil alam namin ang punto ng problema, malulutas natin ang problema. Pangkalahatan, kailangan namin ang tinaguriang disenyo ng Thermal Relief pad upang malutas ang problema sa hinang na dulot ng hinang paa ng malalaking mga elemento ng pagkonekta ng tanso foil. Tulad ng ipinakita sa figure sa ibaba, ang mga kable sa kaliwa ay hindi gumagamit ng hot air pad, habang ang mga kable sa kanan ay nagpatibay ng koneksyon ng mainit na air pad. Maaari itong makita na may ilang mga maliit na linya lamang sa lugar ng contact sa pagitan ng pad at malaking tanso na palara, na maaaring malimitahan ang pagkawala ng temperatura sa pad at makamit ang mas mahusay na epekto ng hinang.

Hindi. 5 – Suriin ang iyong trabaho

Madaling makaramdam ng pagkalupit sa pagtatapos ng isang proyekto sa disenyo kapag hinihimok at pinagsama mo ang lahat ng mga piraso. Samakatuwid, ang doble at triple na pagsusuri sa iyong pagsisikap sa disenyo sa yugtong ito ay maaaring mangahulugan ng pagkakaiba sa pagitan ng tagumpay sa paggawa at pagkabigo.

Upang matulungan ang pagkumpleto ng proseso ng pagkontrol sa kalidad, palagi naming inirerekumenda na magsimula ka sa isang electrical Rule check (ERC) at disenyo Rule check (DRC) upang mapatunayan na ang iyong disenyo ay ganap na nakakatugon sa lahat ng mga patakaran at hadlang. Sa parehong mga system, madali mong masusuri ang mga lapad ng clearance, mga lapad ng linya, mga karaniwang setting ng pagmamanupaktura, mga kinakailangan sa mataas na bilis at mga maikling circuit.

Kapag ang iyong ERC at DRC ay gumawa ng mga resulta na walang error, inirerekumenda na suriin mo ang mga kable ng bawat signal, mula sa eskematiko hanggang sa PCB, isang linya ng signal sa bawat oras upang matiyak na hindi ka nawawala ng anumang impormasyon. Gayundin, gamitin ang probing at masking kakayahan ng iyong disenyo ng tool upang matiyak na ang iyong materyal sa layout ng PCB ay tumutugma sa iyong eskematiko.