Yangi dizaynning boshida ko’p vaqt sxemalarni loyihalash va komponentlarni tanlashga sarflangan PCB tajriba yo’qligi sababli, sxemalar va simlarni ulash bosqichi ko’p jihatdan har tomonlama ko’rib chiqilmagan. Dizaynning PCB joylashuvi va yo’nalish bosqichiga etarlicha vaqt va kuch sarflamaslik, dizayn raqamli domendan jismoniy reallikka o’tkazilganda ishlab chiqarish bosqichida muammolarga yoki funktsional nuqsonlarga olib kelishi mumkin. Xo’sh, qog’ozda ham, jismoniy ko’rinishda ham haqiqiy bo’lgan elektron kartani loyihalashning kaliti nima? Keling, ishlab chiqarishga yaroqli, funktsional tenglikni loyihalashda bilish uchun tenglikni dizayni bo’yicha eng yaxshi beshta ko’rsatmalarni ko’rib chiqaylik.

1 – Komponentlar sxemasini aniq sozlang

PCB joylashtirish jarayonining komponentlarini joylashtirish bosqichi ham fan, ham san’at bo’lib, bortda mavjud bo’lgan asosiy komponentlarni strategik ko’rib chiqishni talab qiladi. Bu jarayon qiyin bo’lishi mumkin bo’lsa -da, elektronikani joylashtirish usuli sizning taxtangizni ishlab chiqarish qanchalik osonligini va sizning original dizayn talablaringizga qanchalik mos kelishini aniqlaydi.

Komponentlarni joylashtirishning umumiy umumiy tartibi mavjud, masalan, ulagichlarni ketma -ket joylashtirish, tenglikni o’rnatish komponentlari, quvvat zanjirlari, aniq davrlar, tanqidiy davrlar va boshqalar.

Yo’nalish-o’xshash komponentlarning bir yo’nalishda joylashishini ta’minlash payvandlash jarayonining xatosiz va samarali bajarilishiga yordam beradi.

Joylashtirish – kichikroq qismlarni katta qismlarning orqasiga joylashtirishdan saqlaning, ular katta qismlarga lehimlanishi ta’sir qilishi mumkin.

Tashkilot-O’rnatish bosqichlarini minimallashtirish uchun barcha sirtni o’rnatish (SMT) komponentlarini taxtaning bir tomoniga, teshikning (TH) barcha komponentlarini taxtaning ustiga qo’yish tavsiya etiladi.

PCB dizayni bo’yicha yakuniy ko’rsatma-aralash texnologik komponentlardan (teshik va sirtdan o’rnatish komponentlari) foydalanilganda, ishlab chiqaruvchi taxtani yig’ish uchun qo’shimcha jarayonlarni talab qilishi mumkin, bu sizning umumiy narxingizga qo’shiladi.

Chip komponentining yaxshi yo’nalishi (chapda) va chip komponentining yomon yo’nalishi (o’ngda)

Komponentlarning yaxshi joylashuvi (chapda) va yomon joylashuvida (o’ngda)

No 2 – Quvvat, topraklama va signal simlarini to’g’ri joylashtirish

Komponentlarni joylashtirgandan so’ng, siz signalingiz toza, muammosiz yo’lga ega bo’lishini ta’minlash uchun quvvat manbai, topraklama va signal simlarini joylashtirishingiz mumkin. Joylashtirish jarayonining ushbu bosqichida quyidagi ko’rsatmalarni yodda tuting:

Quvvat manbai va topraklama tekislik qatlamlarini toping

Har doim nosimmetrik va markazlashtirilgan holda elektr ta’minoti va er tekisligi qatlamlarini taxtaning ichiga joylashtirish tavsiya etiladi. Bu elektron kartaning egilishining oldini olishga yordam beradi, bu sizning komponentlaringiz to’g’ri joylashtirilganligi uchun ham muhimdir. ICni quvvatlantirish uchun har bir quvvat manbai uchun umumiy kanaldan foydalanish, simlarning mustahkam va barqaror kengligini ta’minlash va qurilmadan qurilmaga Daisy zanjirli quvvat ulanishlaridan saqlanish tavsiya etiladi.

Signal kabellari kabellar orqali ulanadi

Keyinchalik, chiziq chizig’idagi dizaynga muvofiq signal chizig’ini ulang. Har doim eng qisqa yo’lni tanlash va komponentalar o’rtasida to’g’ridan -to’g’ri yo’lni tanlash tavsiya etiladi. Agar sizning komponentlaringizni gorizontal holda, yonboshlamasdan joylashtirish kerak bo’lsa, taxtaning tarkibiy qismlarini gorizontal ravishda simdan chiqib ketadigan joyga, so’ngra simdan chiqqanidan keyin vertikal ravishda sim bilan bog’lab qo’yish tavsiya etiladi. Bu komponentni gorizontal holatda ushlab turadi, chunki lehim payvandlash paytida siljiydi. Quyidagi rasmning yuqori yarmida ko’rsatilganidek. Shaklning pastki qismida ko’rsatilgan signal simlari payvandlash paytida lehim oqishi natijasida komponentlarning burilishiga olib kelishi mumkin.

Tavsiya etilgan simlar (o’qlar lehim oqimining yo’nalishini ko’rsatadi)

Tavsiya etilmagan simlar (o’qlar lehim oqimining yo’nalishini ko’rsatadi)

Tarmoq kengligini aniqlang

Sizning dizayningiz uchun kerakli tarmoq kengligini aniqlaydigan turli xil oqimlarni o’tkazadigan turli tarmoqlar talab qilinishi mumkin. Bu asosiy talabni inobatga olgan holda, past oqimli analog va raqamli signallar uchun 0.010 dyuymli (10 mil) kenglik bilan ta’minlash tavsiya etiladi. Qachonki sizning oqimingiz 0.3 amperdan oshsa, uni kengaytirish kerak. Bu erda konvertatsiya jarayonini osonlashtirish uchun chiziqlar kengligining bepul kalkulyatori.

Uchinchi raqam. – Samarali karantin

Siz, ehtimol, elektr ta’minoti davridagi katta kuchlanish va tokning past kuchlanishli oqim nazorat qilish davrlariga qanday xalaqit berishi mumkinligini boshdan kechirgansiz. Bunday aralashuv muammolarini kamaytirish uchun quyidagi ko’rsatmalarga amal qiling:

Izolyatsiya – har bir quvvat manbai quvvat manbai va boshqaruv manbasidan alohida saqlansin. Agar siz ularni PCB -ga ulashingiz kerak bo’lsa, u quvvat yo’lining oxirigacha iloji boricha yaqin ekanligiga ishonch hosil qiling.

Joylashtirish – Agar siz o’rta qatlamda er tekisligini joylashtirgan bo’lsangiz, elektr zanjirining har qanday aralashuvi xavfini kamaytirish va nazorat signalingizni himoya qilishga yordam beradigan kichik empedans yo’lini qo’yganingizga ishonch hosil qiling. Raqamli va analogni alohida saqlash uchun bir xil ko’rsatmalarga amal qilish mumkin.

Kuplaj – Katta er tekisliklari va ularning ustki va pastki qismidagi simlarni joylashtirish tufayli sig’imli ulanishni kamaytirish uchun simulyatsiya simini faqat analog signal liniyalari orqali kesib o’tishga harakat qiling.

Komponentlarni ajratish misollari (raqamli va analog)

№4 – issiqlik muammosini hal qiling

Issiqlik muammosi tufayli sizda elektr zanjiri ishining pasayishi yoki hatto elektron kartaning shikastlanishi bo’lganmi? Issiqlik tarqalishi hisobga olinmaganligi sababli, ko’plab dizaynerlarni qiynayotgan ko’plab muammolar bor edi. Issiqlik muammosini hal qilishga yordam beradigan ba’zi qoidalar:

Noqulay tarkibiy qismlarni aniqlang

Birinchi qadam, qaysi komponentlar taxtadan ko’proq issiqlikni tarqatishi haqida o’ylashni boshlashdir. Buni avval komponentning ma’lumot varag’idagi “issiqlik qarshiligi” darajasini topib, so’ng ishlab chiqarilgan issiqlikni o’tkazish bo’yicha tavsiya etilgan ko’rsatmalarga amal qilish orqali amalga oshirish mumkin. Albatta, siz komponentlarni sovutish uchun radiatorlar va sovutish ventilyatorlarini qo’shishingiz mumkin va muhim komponentlarni har qanday yuqori issiqlik manbalaridan uzoqroq tutishni unutmang.

Issiq havo yostiqchalarini qo’shing

Issiq havo yostiqchalarining qo’shilishi ishlab chiqariladigan elektron platalar uchun juda foydalidir, ular tarkibida mis ko’p bo’lgan komponentlar va ko’p qatlamli platalarda to’lqinli lehimlash uchun zarurdir. Texnologik haroratni ushlab turish qiyinligi sababli, payvandlash jarayonini iloji boricha soddalashtirish uchun komponentlar pimlarida issiqlik tarqalish tezligini sekinlashtirish uchun har doim teshikli qismlarga issiq havo yostiqchalarini ishlatish tavsiya etiladi.

Umumiy qoida sifatida, har doim issiq havo yostig’i yordamida erga yoki quvvat tekisligiga ulangan har qanday teshik yoki teshikni ulang. Issiq havo yostiqchalari bilan bir qatorda, qo’shimcha mis plyonka/metallni qo’llab -quvvatlash uchun yostiqni ulash chizig’ining joyiga ko’z yosh tomchilarini qo’shishingiz mumkin. Bu mexanik va termal stressni kamaytirishga yordam beradi.

Issiq havo yostig’ining odatiy ulanishi

Issiq havo yostig’i fanlari:

Zavodda jarayon yoki SMT uchun mas’ul bo’lgan ko’plab muhandislar tez-tez o’z-o’zidan paydo bo’ladigan elektr energiyasiga duch keladilar, masalan, o’z-o’zidan bo’shash, namlash yoki sovuq namlash kabi elektr plitalaridagi nuqsonlar. Qanday qilib jarayon shartlarini o’zgartirish yoki payvandlash pechining haroratini qanday o’zgartirish kerak, qandaydir kalayni payvandlab bo’lmaydi. Bu erda nima bo’lyapti?

Komponentlar va elektron platalarning oksidlanish muammosidan tashqari, mavjud payvandlash ishlarining katta qismi elektron kartaning simi (sxemasi) konstruktsiyasi yo’qolganidan keyin qaytishini o’rganing va eng keng tarqalgan elementlardan biri bu payvandlash paychalarining payvandlash paychalarining katta oqimining mis qatlamiga ulangan ba’zi payvandlash oyoqlari, Qo’lda payvandlanadigan ba’zi bir komponentlar ham shunga o’xshash holatlar tufayli noto’g’ri payvandlash yoki qoplama bilan bog’liq muammolarga olib kelishi mumkin, ba’zilari esa juda uzoq qizib ketganligi sababli qismlarni payvandlay olmaydi.

O’chirish dizaynidagi umumiy PCB ko’pincha elektr ta’minoti (Vcc, Vdd yoki Vss) va Ground (GND, Ground) sifatida mis folga katta maydonini yotqizishi kerak. Mis plyonkaning bu katta maydonlari, odatda, elektron boshqaruv qismlarining ba’zi nazorat qilish davrlariga (ICS) va pinlariga to’g’ridan -to’g’ri ulanadi.

Afsuski, agar biz mis plyonkaning bu katta maydonlarini qalay eriydigan haroratgacha qizdirmoqchi bo’lsak, odatda alohida yostiqchalarga qaraganda ko’proq vaqt talab qilinadi (isitish sekinroq) va issiqlik tarqalishi tezroq bo’ladi. Qachonki mis mis folga simlarining bir uchi kichik qarshilik va kichik sig’im kabi kichik qismlarga ulangan bo’lsa, boshqa uchi ulanmagan bo’lsa, qalay erishi va qotish vaqtining mos kelmasligi tufayli muammolarni payvandlash oson; Agar qaytadan payvandlashning harorat egri chizig’i yaxshi sozlanmagan bo’lsa va oldindan qizdirish vaqti etarli bo’lmasa, katta mis plyonkaga ulangan bu qismlarning lehim oyoqlari virtual payvandlash muammosini keltirib chiqarishi mumkin, chunki ular erish qalay haroratiga etib bormaydi.

Qo’l bilan payvandlash paytida, katta mis plyonkalarga ulangan komponentlarning lehim bo’g’inlari kerakli vaqt ichida bajarilishi uchun juda tez tarqaladi. Eng keng tarqalgan nuqsonlar – bu lehim va virtual lehim, bu erda lehim faqat komponentning piniga payvandlanadi va elektron plataning yostig’iga ulanmaydi. Tashqi ko’rinishidan, butun lehim qo’shma to’p hosil qiladi; Bundan tashqari, operator payvandlash oyoqlarini elektron kartaga payvandlash va lehimlanadigan temirning haroratini doimiy ravishda oshirish yoki juda uzoq vaqt isitish, shuning uchun komponentlar issiqlikka chidamliligi haroratidan oshib ketishi va bilmasdan shikastlanishi mumkin. Quyidagi rasmda ko’rsatilgandek.

Muammoning sababini bilganimiz uchun muammoni hal qila olamiz. Umuman olganda, biz katta mis folga ulash elementlarining payvandlash oyoqlari natijasida yuzaga keladigan payvandlash muammosini hal qilish uchun “Termal Relief pad” deb nomlangan dizaynni talab qilamiz. Quyidagi rasmda ko’rsatilgandek, chapdagi simlar issiq havo yostig’idan foydalanmaydi, o’ngdagi simlar esa issiq havo yostig’i bilan bog’langan. Ko’rinib turibdiki, yostiq va katta mis plyonka orasidagi aloqa sohasida bir nechta kichik chiziqlar mavjud bo’lib, ular yostiq ustidagi haroratning yo’qolishini sezilarli darajada cheklab qo’yishi va payvandlash effektini yaxshilashga qodir.

№ 5 – ishingizni tekshiring

Dizayn loyihasining oxirida, barcha qismlarni bir -biriga yopishtirib, puflab qo’yganingizda, o’zingizni g’amgin his qilish oson. Shuning uchun, bu bosqichda sizning dizaynerlik harakatlaringizni ikki va uch marta tekshirish ishlab chiqarish muvaffaqiyatsizligi o’rtasidagi farqni anglatishi mumkin.

Sifatni nazorat qilish jarayonini yakunlashga yordam berish uchun biz har doim sizning dizayningiz barcha qoidalar va cheklovlarga to’liq mos kelishini tekshirish uchun elektr qoidalarini tekshirish (ERC) va dizayn qoidalarini tekshirishni (DRC) boshlashingizni tavsiya qilamiz. Ikkala tizimda siz tozalash kengligi, chiziq kengligi, umumiy ishlab chiqarish sozlamalari, yuqori tezlik talablari va qisqa tutashuvlarni osongina tekshirishingiz mumkin.

Sizning ERC va DRC xatosiz natijalar chiqarganda, siz hech qanday ma’lumotni yo’qotmaganingizga ishonch hosil qilish uchun har bir signalning sxemasidan PCBgacha bitta signal chizig’ini tekshirish tavsiya etiladi. Bundan tashqari, sizning PCB sxemasi sizning sxemangizga mos kelishini ta’minlash uchun dizayn vositangizning tekshirish va niqoblash qobiliyatidan foydalaning.