Bei der Einführung eines neuen Designs wird der größte Teil der Zeit für die Schaltkreisgestaltung und die Komponentenwahl aufgewendet.Die Kommission ist der Auffassung, daß die.
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.
Was ist also der Schlüssel zum Entwerfen einer Platine, die auf Papier und in physischer Form authentisch ist?Funktionale und zuverlässige PCB.
Feinabstimmen des Komponentenlayouts
Die Komponentenplatzierung des PCB-Layout-Prozesses ist sowohl eine Wissenschaft als auch eine Kunst und erfordert eine strategische Berücksichtigung der wichtigsten auf der Platine verfügbaren Komponenten.Während der Prozess herausfordernd sein kann, die Art und Weise, wie Sie die elektronischen Komponenten platzieren, wird bestimmen, wie einfach Ihre Platte zu fertigen ist und wie gut sie Ihren ursprünglichen Designanforderungen entspricht.
Während es eine allgemeine allgemeine Reihenfolge der Komponentenplatzierung gibt, wie z. B. das Platzieren von Steckverbindern, Montagevorrichtungen für Leiterplatten, Stromkreisen, Präzisionskreisen, kritischen Schaltkreisen usw.,Es sind auch spezifische Richtlinien zu beachten,
einschließlich:
- Orientierung - Sicherstellen, dass ähnliche Bauteile in die gleiche Richtung positioniert sind, hilft, einen effizienten und fehlerfreien Lötprozess zu erreichen.
- Platzierung - Vermeiden Sie es, kleinere Bauteile hinter größere Bauteile zu platzieren, wenn das Löten des größeren Bauteils das kleinere Bauteil beeinträchtigen und Montageprobleme verursachen kann.
- 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.
Eine letzte PCB-Konstruktionsrichtlinie zu beachten - bei Verwendung von Komponenten mit gemischten Technologien (durchlöchrige und Oberflächenaufbau-Komponenten) kann der Hersteller zusätzliche Verfahren zur Montage der Platine erfordern,die Ihre Gesamtkosten erhöhen wird.
Gute Ausrichtung der Chipkomponente (links) und fehlerhafte Ausrichtung der Chipkomponente (rechts).
Gute Komponentenplatzierung (links) und schlechte Komponentenplatzierung (rechts)
Richtige Anordnung von Strom-, Boden- und Signalspuren
Sobald Ihre Komponenten platziert sind, können Sie Ihre Strom-, Boden- und Signalspuren an die nächste Stelle stellen, um sicherzustellen, dass Ihre Signale einen sauberen, störungsfreien Weg haben.einige Richtlinien beachten:
▶ 1) Positionieren der Stromversorgungsschichten und der Bodenflächen
Es wird immer empfohlen, die Strom- und Bodenflächen innerhalb der Platine zu platzieren, während sie symmetrisch und zentriert bleiben.Das ist auch wichtig für Ihre Komponenten richtig positioniert werden.
Für die Versorgung des IC wird empfohlen, für jede Stromversorgung gemeinsame Kanäle zu verwenden, starke und stabile Spurenbreiten zu gewährleisten und Stromverbindungen von Komponente zu Komponente zu vermeiden.
▶ 2) Signalkabelverbindung
Als nächstes werden die Signalleitungen wie in der Schablone dargestellt angeschlossen.
Wenn Ihre Komponenten ohne Abweichung in eine horizontale Richtung platziert werden müssen, wird empfohlen, dass die Komponenten auf der Leiterplatte grundsätzlich horizontal geleitet werden,und dann vertikal nach den Spuren geleitet werden.
Auf diese Weise werden die Bauteile in horizontaler Richtung befestigt, während das Löt während des Lötens migriert.Das Signal-Routing-Muster in der unteren Hälfte der Abbildung unten kann zu Komponenten-Ablenkung führen, da das Löt während des Lötens fließt.
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)
Nicht empfohlen (Pfeil zeigt Richtung des Lötstroms an)
▶ 3) Definition der Netzwerkbreite
Sie können verschiedene Netze entwerfen, die verschiedene Ströme tragen und die erforderliche Netzbreite bestimmen.Für analoge und digitale Signalströme mit niedrigem Stromverlauf wird eine Breite von 10 mm empfohlen.Wenn Ihre Leitung mehr als 0,3 Ampere zieht, sollte sie verbreitert werden. Hier ist ein kostenloser Leitung Breite Rechner, um diese Umwandlung einfach zu machen.
Wirksame Isolierung
Vielleicht haben Sie schon erlebt, wie große Spitzen in Ihren Stromkreisen Ihre Niederspannungs-Stromsteuerung stören können.Folgen Sie diesen Richtlinien:
- Isolierung - Stellen Sie sicher, dass Strom und Steuerungsgründe für jede Stromquelle getrennt gehalten werden.Stellen Sie sicher, dass es so nah wie möglich am Ende des Energieweges ist..
- Platzierung - Wenn Sie eine Bodenebene in die mittlere Schicht platziert haben, stellen Sie sicher, dass ein kleiner Impedanzweg platziert wird, um das Risiko von Störungen des Stromkreises zu verringern und Ihre Steuerungssignale zu schützen.Die gleichen Richtlinien können befolgt werden, um Ihre digitale und analoge getrennt zu halten.
- Kopplung - Um die Kapazitätskopplung durch die Platzierung einer großen Bodenebene und die Überführung von Gleisen darüber und darunter zu reduzieren, versuchen Sie, analoge Gründe nur mit analogen Signalleitungen zu überqueren.
Beispiel für die Isolierung von Komponenten (digital und analog)
Lösung von Hitzeproblemen
Haben Sie jemals thermische Probleme erlebt, die zu einer Verringerung der Leistung der Schaltung oder sogar zu Schäden an der Leiterplatte führten?Es gab viele Probleme, die viele Designer beunruhigten.Hier sind einige Tipps, die Sie beachten sollten, um Kühlprobleme zu lösen:
▶ 1) Identifizieren Sie Probleme
Der erste Schritt besteht darin, zu prüfen, welche Komponenten die meisten Wärme aus dem Brett ablassen.Dies kann erreicht werden, indem zunächst die Bewertung der "Wärmebeständigkeit" im Datenblatt des Bauteils gefunden wirdNatürlich können Wärmeabnehmer und Kühlventilatoren hinzugefügt werden, um die Komponententemperaturen niedrig zu halten.und denken Sie auch daran, kritische Komponenten von allen hohen Wärmequellen fernzuhalten.
▶ 2) Hinzufügen einer Heißluftpolsterung
Das Hinzufügen von Heißluftpolstern ist nützlich für die Herstellung von herstellbaren Platten, und sie sind für Wellenlöseanwendungen an Komponenten mit hohem Kupfergehalt und mehrschichtigen Platten von entscheidender Bedeutung.Da es schwierig ist, die Prozesstemperaturen aufrechtzuerhalten, ist es immer empfehlenswert, auf durchlöchrigen Bauteilen Warmluftpolster zu verwenden, um den Lötvorgang möglichst einfach zu machen, indem die Wärmeabgabe an den Bauteilpins verlangsamt wird.
Als allgemeine Richtlinie verwenden Sie immer Heißluft-Pad-Verbindungen für alle Durchgänge oder Durchgänge, die an eine Boden- oder Kraftebene angeschlossen sind.Sie können auch Tränendropfen hinzufügen, wo die Pads mit den Drähten verbunden sind, um zusätzliche Kupferfolie/Metallunterstützung zu bietenDies wird dazu beitragen, mechanische und thermische Belastungen zu reduzieren.
Typische Verbindung von Heißluft-Lötplatten
Wissenschaft der Heißluft-Lötplatten
Ingenieure, die für die Prozess- oder SMT-Technologie in vielen Fabriken verantwortlich sind, begegnen häufig Problemen wie das Leeren leer, das Entnässen oder das Kaltlöden von Leiterplattenkomponenten.Egal, wie sich die Prozessbedingungen ändern oder die Rückflussofentemperatur angepasst wirdEs wird immer eine gewisse Rate an Zinnversagen geben.
Abgesehen von dem Problem der Oxidation von Komponenten und Leiterplatten, nachdem die Ursache untersucht wurde,Wir fanden heraus, dass eine große Anzahl solcher schlechten Lötung tatsächlich kommt aus dem Mangel an Layout-Design der LeiterplatteDas häufigste ist, daß bestimmte Lötfüße des Bauteils mit einer großen Kupferfläche verbunden sind.Verursachen der Lötfüße dieser Komponenten eine schlechte Lötung nach dem RückflusslötenEinige von Hand gelötete Bauteile können aufgrund ähnlicher Situationen auch unter Fehlschweiß- oder Überschweißproblemen leiden, und einige können sogar durch übermäßiges Erhitzen zu Schäden beim Schweißen von Bauteilen führen.
Im Allgemeinen erfordert das PCB-Schaltkreislaufdesign häufig die Verlegung einer großen Fläche aus Kupferfolie als Stromversorgung (Vcc, Vdd oder Vss) und Boden (GND, Boden).Diese großen Bereiche aus Kupferfolie sind in der Regel direkt an die Pins einiger Steuerkreise (ICs) und elektronische Komponenten angeschlossen.
Leider dauert es, wenn wir diese großen Bereiche aus Kupferfolie auf die Temperatur von geschmolzenem Zinn erhitzen wollen, in der Regel länger (d. h. die Erwärmung wird langsamer) als unabhängige Pads,und die Hitze wird schneller verschwinden.Wenn ein Ende solch großer Kupferfolienleitungen mit kleinen Komponenten wie kleinen Widerständen und kleinen Kondensatoren verbunden ist, aber das andere Ende nicht,Schweißprobleme können leicht auftreten, da die Zinnschmelz- und -verfestigungszeiten nicht konsistent sindWenn die Temperaturkurve für das Rücklauflöten nicht gut eingestellt ist und die Vorwärmzeit unzureichend ist,Die Lötbeine dieser Komponenten, die an die große Kupferfolie angeschlossen sind, werden leicht die Schmelztintemperatur nicht erreichen., was ein virtuelles Lötproblem verursacht.
Beim Handlöten werden die Lötbeine dieser Bauteile, die an große Stücke Kupferfolie angeschlossen sind, zu schnell Wärme ablassen und nicht innerhalb der angegebenen Zeit fertiggestellt.Die häufigsten unerwünschten Erscheinungen sind Überschweißen und falsches LötenDas Lötwerk wird nur an die Lötfussflächen der Komponenten gelötet, nicht aber an die Pads der Leiterplatte angeschlossen.Eine ernstere Situation ist, wenn der Bediener ständig die Temperatur des Löters erhöht, um die Lötbeine an die Leiterplatte zu löten, oder zu lange erhitzt, wodurch das Bauteil die hitzebeständige Temperatur überschreitet und unbemerkt beschädigt wird.
Deckelsolder、Kaltlöten、Lötfläche leer
Jetzt, wo wir das Problem kennen, können wir eine Lösung finden.Wir werden die Verwendung des sogenannten Thermal Relief Pad Design benötigen, um diese Art von Lötproblem zu lösen, das durch die Lötfüße großer Kupferfolie verbindender Komponenten verursacht wirdWie in der Abbildung unten gezeigt, verwendet die Leitung auf der linken Seite keine Heißluftpolster, während die Leitung auf der rechten Seite heiße Luftpolster für die Verbindung verwendet hat.Es gibt nur noch ein paar kleine Linien im Kontaktbereich zwischen dem Pad und der großen Kupferfolie, wodurch der Temperaturverlust auf dem Pad erheblich begrenzt und bessere Schweißergebnisse erzielt werden können.
Vergleiche mit Thermal Relief Pad (Hot Air Lötpad)
Überprüfen Sie Ihre Arbeit.
Wenn alle Teile zur Herstellung zusammengefügt werden, ist es leicht, am Ende eines Designprojekts überwältigt zu werden, nur um Probleme zu entdecken.Eine doppelte und dreifache Überprüfung Ihrer Konstruktionsarbeit in diesem Stadium kann also den Unterschied zwischen einem Produktionserfolg oder einem Scheitern bedeuten..
Um bei der Qualitätskontrolle zu helfen,Wir empfehlen Ihnen immer, mit einer elektrischen Regelprüfung (ERC) und einer Entwurfsregelprüfung (DRC) zu beginnen, um zu überprüfen, ob Ihr Entwurf alle Regeln und Einschränkungen vollständig erfülltMit beiden Systemen können Sie leicht Spaltbreiten, Leitungsbreiten, gemeinsame Fertigungseinrichtungen, Hochgeschwindigkeitsanforderungen, Kurzschlüsse und mehr überprüfen.
Wenn Ihr ERC und DRC fehlerfreie Ergebnisse liefern, empfiehlt es sich, die Routing-Einstellung jedes Signals zu überprüfen, vom Schema bis zur Leiterplatte,eine Signalleitung auf einmal, um sorgfältig zu überprüfen, ob Sie keine Informationen verpasst haben. Verwenden Sie auch die Sondierungs- und Maskierungsfunktionen Ihres Design-Tools, um sicherzustellen, dass Ihre PCB-Layout-Materialien Ihrem Schema entsprechen.
Überprüfen Sie die Konstruktion, PCB und Beschränkungsregeln erneut
Schlussfolgerung
Die 5 wichtigsten PCB-Design-Richtlinien, die jeder PCB-Designer wissen muss.Sie werden bald bequem sein, funktionelle und herstellbare Leiterplatten zu entwerfen und eine wirklich hochwertige Leiterplatte zu haben.
Gute PCB-Designpraktiken sind entscheidend für den Erfolg.und diese Konstruktionsregeln bilden die Grundlage für den Aufbau und die Festigung der praktischen Erfahrung der kontinuierlichen Verbesserung in allen Konstruktionspraktiken.
Ich habe das Gefühl, dass ich das nicht kann, aber ich weiß, dass ich es nicht kann.
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