Bij het starten van een nieuw ontwerp wordt het grootste deel van de tijd besteed aan het ontwerp van circuits en de selectie van componenten.Er wordt vaak onvoldoende aandacht besteed.
Failure to provide sufficient time and energy for the design during the PCB layout and routing phase may result in problems during the manufacturing phase or functional defects when the design is transformed from the digital realm into physical reality.
Dus wat is de sleutel tot het ontwerpen van een bord dat authentiek is op papier en in fysieke vorm?functioneel en betrouwbaar PCB.
Feintune uw component lay-out
De fase van de plaatsing van de componenten van het PCB-layoutproces is zowel een wetenschap als een kunst en vereist een strategische overweging van de belangrijkste componenten die beschikbaar zijn op het bord.Hoewel het proces uitdagend kan zijn, de wijze waarop u de elektronische componenten plaatst, zal bepalen hoe gemakkelijk uw bord te fabriceren is en hoe goed het aan uw oorspronkelijke ontwerpvereisten voldoet.
Terwijl er een algemene algemene volgorde van plaatsing van de componenten, zoals het plaatsen van connectoren, printplaten montageapparaten, stroomcircuits, precisiecircuits, kritische circuits, enz.,er zijn ook specifieke richtlijnen die in gedachten moeten worden gehouden,
met inbegrip van:
- Oriëntatie - Als er voor wordt gezorgd dat vergelijkbare onderdelen in dezelfde richting worden geplaatst, wordt een efficiënt en foutvrij soldeerproces bereikt.
- Plaatsing - Vermijd het plaatsen van kleinere onderdelen achter grotere onderdelen waarbij het kleinere onderdeel kan worden beïnvloed door het solderen van het grotere onderdeel en montageproblemen kan veroorzaken.
- Organization - It is recommended that all surface mount (SMT) components be placed on the same side of the board and all through-hole (TH) components be placed on the top of the board to minimize assembly steps.
Een laatste PCB-ontwerprichtlijn om op te merken - bij het gebruik van componenten met gemengde technologie (componenten voor door-gat en oppervlaktebevestiging) kan de fabrikant aanvullende processen vereisen om het bord te monteren,die uw totale kosten zal verhogen.
Een goede oriëntatie van de chipcomponent (links) en een foutieve oriëntatie van de chipcomponent (rechts).
Goed onderdeel (links) en slecht onderdeel (rechts)
Goed geplaatst stroom, grond en signaal sporen
Zodra je componenten zijn geplaatst, kun je je stroom, grond en signaal traces plaatsen om ervoor te zorgen dat je signalen een schoon, probleemloos pad hebben om te reizen.Houd enkele richtlijnen in gedachten.:
▶ 1) Plaats de energie- en grondvlaklagen
Het is altijd aan te raden om de kracht- en grondvlaklagen in het bord te plaatsen terwijl ze symmetrisch en gecentreerd blijven.Dit is ook belangrijk voor uw componenten om correct te worden geplaatst.
Voor het aansturen van het IC wordt aanbevolen om voor elke voedingsbron gemeenschappelijke kanalen te gebruiken, sterke en stabiele spoorbreedten te garanderen en de verbinding van een onderdeel met een ander te vermijden.
▶ 2) Signalkabelverbinding
Vervolgens worden de signaallijnen aangesloten zoals in het schema is weergegeven.
Als uw componenten in een horizontale richting moeten worden geplaatst zonder afwijking, wordt aanbevolen dat de componenten op de printplaat in principe horizontaal worden geplaatst,en vervolgens verticaal geleid nadat de sporen zijn geleid.
Op deze manier worden de onderdelen in horizontale richting bevestigd terwijl de soldeer tijdens het solderen migreert, zoals in het bovenste deel van de onderstaande afbeelding wordt getoond.Het signaal routing patroon in de onderste helft van de onderstaande figuur kan component afwijking veroorzaken als de soldeer stromen tijdens het solderen.
建议的布线方式 (箭头指示) 建议的布线方式 (箭头指示) 建议的布线方式 (箭头指示)
Niet aanbevolen routing (pyltje geeft richting van de soldeerstroom aan)
▶ 3) De breedte van het netwerk bepalen
Uw ontwerp kan verschillende netten vereisen die een verscheidenheid aan stromen zullen dragen, die de vereiste netbreedte zullen bepalen.Voor analoge en digitale signalen met lage stroom wordt een breedte van 10 mm aanbevolen.Als je lijn meer dan 0,3 ampère trekt, moet het worden verbreed.
Effectieve isolatie
Je hebt vast wel eens meegemaakt hoe grote spannings- en stroompieken in je stroomcircuits kunnen interfereren met je laagspanningsstroombesturingscircuits.Volg deze richtlijnen:
- Isolatie - Zorg ervoor dat de stroom- en besturingsgronden voor elke stroombron gescheiden worden gehouden.Zorg ervoor dat het zo dicht mogelijk bij het einde van het energiepad is..
- Plaatsing - Als u een grondvlak in de middelste laag hebt geplaatst, dient u een klein impedantiepad te plaatsen om het risico op storingen in het stroomsysteem te verminderen en uw besturingssignalen te beschermen.Hetzelfde principe kan worden gevolgd om uw digitale en analoge.
- Koppeling - Om capacitieve koppelingen te verminderen door een groot grondvlak te plaatsen en spoorlijnen boven en onder het grondvlak te laten lopen, moet u proberen analoge grondlijnen alleen met analoge signaallijnen over te steken.
Voorbeeld van isolatie van componenten (digitaal en analoog)
Oplossing van warmteproblemen
Heb je ooit thermische problemen ervaren die resulteerden in verminderde circuitprestaties of zelfs beschadiging van het circuitbord?Er zijn veel problemen ontstaan die veel ontwerpers verontrust hebben.Hier zijn enkele tips om te onthouden om koelproblemen op te lossen:
▶ 1) Identificeer problemen
De eerste stap is om te beginnen met het overwegen welke componenten de meeste warmte van het bord zullen afvoeren.Dit kan worden bereikt door eerst de beoordeling van de "thermische weerstand" in het gegevensblad van het onderdeel te vinden, en dan volgens de aanbevolen richtlijnen voor de overdracht van de gegenereerde warmte.en vergeet ook niet om kritieke componenten weg te houden van hoge warmtebronnen.
▶ 2) Voeg een warme luchtkussing toe
Het toevoegen van warmluchtkussens is nuttig voor de productie van vervaardigbare platen en ze zijn van cruciaal belang voor golfsolderingtoepassingen op componenten met een hoog kopergehalte en meerlagige platen.Aangezien het moeilijk is om de procestemperaturen te handhaven, wordt het altijd aanbevolen om op door-gat componenten warme luchtkussens te gebruiken om het soldeerproces zo gemakkelijk mogelijk te maken door de hitteafvoer bij de componentenpinnen te vertragen.
Als algemene richtlijn, gebruik altijd warmlucht pad verbindingen voor alle vias of vias die zijn aangesloten op een grond of kracht vlak.u kunt ook teardrops toevoegen waar de pads verbinden met de draden om extra koperen folie / metaal ondersteuning te biedenDit zal helpen bij het verminderen van mechanische en thermische stress.
Typische verbindingsmethode voor het soldeerplatform met hete lucht
Wetenschappen op het gebied van soldeerplaten met hete lucht
Ingenieurs die verantwoordelijk zijn voor de proces- of SMT-technologie in veel fabrieken komen vaak problemen tegen zoals leeglopen, ontvochtiging of koud solderen van componenten van een printplaat.Het maakt niet uit hoe de procesomstandigheden worden gewijzigd of de reflowoven temperatuur wordt aangepastEr zal altijd een zekere mate van ontbreken van tin zijn.
Het probleem van de oxidatie van componenten en circuitschriften terzijde laten, na onderzoek van de oorzaak,We vonden dat een groot aantal van dergelijke slechte soldering komt eigenlijk van het gebrek aan lay-out ontwerp van de circuit boardHet meest voorkomende is dat bepaalde soldeervoeten van het onderdeel zijn verbonden met een groot gebied van koper,het veroorzaken van een slechte soldering van de soldeerstappen van deze onderdelen na het terugvloeien van het soldeersysteemSommige met de hand gesoldeerde onderdelen kunnen ook last hebben van onjuiste las of oververweldingsproblemen als gevolg van vergelijkbare situaties, en sommige kunnen zelfs schade veroorzaken aan de las van onderdelen als gevolg van overmatige verhitting.
In het algemeen vereist het ontwerp van PCB-circuits vaak het leggen van een groot gebied van koperen folie om te dienen als stroomvoorziening (Vcc, Vdd of Vss) en grond (GND, Ground).Deze grote delen van koperen folie zijn over het algemeen rechtstreeks verbonden met de pinnen van sommige besturingscircuits (IC's) en elektronische componenten.
Helaas, als we deze grote delen van koperen folie willen verwarmen tot de temperatuur van gesmolten tin, duurt het meestal langer (dat wil zeggen, het verwarmen zal langzamer zijn) dan onafhankelijke pads,en de hitte verdwijnt snellerWanneer één uiteinde van zo'n grote koperen folie bedrading is verbonden met kleine componenten zoals kleine weerstanden en kleine condensatoren, maar het andere uiteinde niet,Lasproblemen kunnen gemakkelijk optreden als gevolg van inconsistente tin smelt- en verhardingstijdenAls de temperatuurcurve van het terugvloeiend solderen niet goed is ingesteld en de voorverwarmingstijd onvoldoende is,de soldeerbenen van deze componenten verbonden met de grote koperen folie zal gemakkelijk niet de smelt tin temperatuur te bereiken, waardoor een virtueel soldeerprobleem ontstaat.
Tijdens het met de hand solderen verdwijnen de soldeerbenen van deze onderdelen, verbonden met grote stukjes koperen folie, de warmte te snel en kunnen ze niet binnen de gestelde tijd worden voltooid.De meest voorkomende ongewenste verschijnselen zijn over-lassen en vals solderenDe soldeer is alleen gelost aan de soldeervoeten van de componenten, maar niet verbonden met de pads van het printbord.Een ernstiger situatie is wanneer de bediener de temperatuur van het soldeersysteem voortdurend verhoogt om de soldeerbenen aan het circuitbord te solderen, of te lang opwarmt, waardoor het onderdeel de warmtebestendige temperatuur overschrijdt en zonder het te beseffen beschadigd raakt.
dekkingsoldeer、koud solderen、soldeer leeg
Nu we het probleem kennen, kunnen we een oplossing vinden.we zullen het gebruik van de zogenaamde thermische verlichting pad ontwerp vereisen om dit soort soldeerprobleem veroorzaakt door de soldeer voeten van grote koperen folie verbindende componenten op te lossenZoals in de onderstaande figuur is aangetoond, maakt de bedrading aan de linkerkant geen gebruik van warmluchtpannen, terwijl de bedrading aan de rechterkant warmluchtpannen voor de aansluiting heeft gebruikt.Er zijn slechts een paar kleine lijnen in het contactgebied tussen de pad en de grote koperen folie, waardoor het temperatuurverlies op het pad sterk kan worden beperkt en betere lasresultaten kunnen worden bereikt.
Vergelijking met behulp van thermische ontlastingspad (warmluchtsoldeerpad)
Controleer je werk.
Wanneer alle onderdelen samenkomen voor de productie, is het gemakkelijk om aan het einde van een ontwerpproject overweldigd te raken om problemen te ontdekken.Dus dubbele en drievoudige controle van uw ontwerp werk in dit stadium kan het verschil betekenen tussen een productie succes of een mislukking.
Om te helpen met het kwaliteitscontroleproces,we raden u altijd aan om te beginnen met een Electrical Rule Check (ERC) en een Design Rule Check (DRC) om te controleren of uw ontwerp volledig voldoet aan alle regels en beperkingenMet behulp van beide systemen kunt u gemakkelijk inspecteren gap breedtes, lijn breedten, gemeenschappelijke productie setups, hoge snelheid vereisten, kortsluitingen, en meer.
Wanneer uw ERC en DRC foutloze resultaten opleveren, wordt aanbevolen de routing van elk signaal te controleren, van het schema tot het PCB,één signaallijn tegelijk om zorgvuldig te bevestigen dat u geen informatie hebt gemistGebruik ook de sondering- en maskeringsmogelijkheden van je ontwerptool om ervoor te zorgen dat de materialen van je PCB-opmaak overeenkomen met je schema.
Controleer het ontwerp, PCB en de beperkingsregels nogmaals
Conclusies
De top 5 PCB ontwerp richtlijnen elke PCB ontwerper moet weten.Je zult binnenkort comfortabel zijn met het ontwerpen van functionele en vervaardigbare printplaten en een echt hoogwaardige printplaat hebben.
Goede PCB-ontwerppraktieken zijn van cruciaal belang voor succes.en deze ontwerpregels vormen de basis voor het opbouwen en consolideren van de praktische ervaring van continue verbetering in alle ontwerppraktijken.
Het is een verrassing om te zien hoe de mensen zich gedragen en hoe ze zich gedragen.
Auteursrechtverklaring: Het auteursrecht op de informatie in dit artikel is van de oorspronkelijke auteur en vertegenwoordigt niet de meningen van dit platform.Als er sprake is van auteursrechten en informatiefouten, neem contact met ons op om het te corrigeren of te verwijderen.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
