Secțiuni

  • Sfaturi generale
    • Faceți noduri importante accesibile
    • Acordați spațiu între componente
    • Așezați componente cu aceeași orientare
    • Imprimați aspectul pentru a vedea dacă dimensiunile componentelor se potrivesc
    • Schimbați direcțiile de cablare între straturi
    • Selectați lățimea liniilor în funcție de curent
    • Cunoașteți specificațiile producătorului
    • Evitați unghiurile de 90 ° cu urme
    • Folosiți stratul de mătase
    • Folosiți schema vs. compararea aspectului
    • Creați un plan de sol
    • Plasați condensatori de bypass
    • Direcționați urmele semnalului diferențial în paralel
    • Luați în considerare petele de căldură
    • Faceți amprente paralele pentru componente greu de găsit

  • Sfaturi pentru circuitele de alimentare
    • Păstrați separarea alimentării și a controlului
    • Folosiți un strat interior pentru solul de control
    • Faceți urmele de putere mai largi pentru a rezista curenților mai mari
  • Sfaturi pentru circuitele cu semnal mixt
    • Păstrați separarea bazelor digitale și analogice
    • Protejați terenurile analogice de zgomot
  • Sfaturi pentru montarea PCB
    • Lipire de la componente mici la mari
    • Fiți conștienți de îmbinările de lipit la rece
    • Folosiți fluxul pentru lipire ușoară
    • Nu aveți încredere în testul de continuitate al multimetrului

Sfaturi generale

Faceți noduri importante accesibile

În cele din urmă se va întâmpla să încercați să aflați de ce ceva nu funcționează și doriți să măsurați un semnal în interiorul PCB-ului dvs. Înainte de a proiecta PCB, ar trebui să vă gândiți ce puncte vor fi importante pentru depanarea circuitului dvs. și, în cazul în care acestea nu sunt ușor accesibile, adăugați un punct de testare undeva conectat la ele. Există diferite forme de puncte de testare, dar cele care formează o buclă sunt excelente pentru sondele de testare cu cârlige.

proiectați

Acordați spațiu între componente

Este tentant să împachetați componentele cât mai aproape posibil, doar pentru a realiza că nu există spațiu pentru direcționarea firelor. Acordați spațiu între componente, astfel încât firele să se răspândească. Cu cât componenta are mai mulți pini, cu atât va avea mai mult spațiu. Spațierea nu va facilita doar rutare automată, deoarece va ușura lipirea.

Așezați componente cu aceeași orientare

Componentele au în general o numerotare standard a pinilor, cu pinul 1 în colțul din stânga sus. Dacă toate componentele sunt orientate în mod egal, nu veți face greșeli la lipire sau la inspectarea unei componente.

Imprimați aspectul pentru a vedea dacă dimensiunile componentelor se potrivesc

După așezarea tuturor componentelor, tipăriți aspectul. Așezați fiecare componentă deasupra hârtiei de aspect pentru a vedea dacă se potrivesc. Uneori, fișele tehnice pot avea erori.

Schimbați direcțiile de cablare între straturi

Desenați urme verticale pe o parte și urme orizontale pe cealaltă. Acest lucru facilitează cablarea liniilor care trebuie să treacă peste celelalte. Pentru mai multe straturi, alternați între direcții.

Selectați lățimea liniilor în funcție de curent

Lățimea mai mare reduce rezistența, care la rândul său reduce căldura cauzată de disipare. Lățimea liniilor trebuie dimensionată în funcție de curentul estimat care curge prin ele. Puteți utiliza acest calculator online pentru a calcula lățimea lor. Prin urmare, liniile de alimentare ar trebui să fie mai largi, deoarece tot curentul este furnizat de aceste fire.

Cunoașteți specificațiile producătorului

Fiecare producător are propriile specificații, cum ar fi lățimea minimă a urmelor, spațierea, numărul de straturi etc. Înainte de a începe proiectarea, trebuie să luați în considerare ceea ce aveți nevoie și să găsiți un producător care să îndeplinească cerințele dumneavoastră. Cerințele dvs. includ, de asemenea, calitatea materialelor PCB. Există clase care variază de la FR-1 (amestec de hârtie-fenolică) până la FR-5 (pânză de sticlă și epoxidic). Majoritatea producătorilor de prototipuri PCB folosesc FR-4, dar FR - 2 este utilizat în aplicații pentru consumatori cu volum mare. Tipul de material afectează rezistența, durabilitatea, absorbția umezelii și rezistența la flacără a plăcii de circuit (FR).

Evitați unghiurile de 90 ° cu urme

Întoarcerile cu unghi drept clar sunt dificile pentru a menține lățimea urmei constantă. Acesta este un motiv de îngrijorare pentru urmele înguste, unde o mică diferență reprezintă o fracțiune semnificativă a urmelor. O abordare mai bună este să faci două coturi de 45º.

Folosiți stratul de mătase

Acest strat este destul de standard la producătorii profesioniști de PCB și este extrem de util pentru etichetare. Etichetați-vă componentele (software-ul de aspect PCB face de obicei acest lucru) și adăugați câteva informații despre ce este placa, un număr de revizuire și autorul/proprietarul.

Folosiți schema vs. compararea aspectului

Multe programe de aspect PCB au un instrument de comparație între schematic și aspect. Folosiți-l pentru a garanta că aspectul dvs. corespunde schemei.

Creați un plan de sol

Mai ales în circuitele analogice, este important ca „masă” să însemne aceeași tensiune pe întregul PCB. Dacă utilizați urme pentru a direcționa semnalul de la sol, rezistența lor va crea căderi de tensiune care vor face ca „terenurile” diferite din PCB să aibă potențiale diferite. Pentru a evita acest lucru, ar trebui să creați un plan de masă, adică o suprafață mare de cupru (sau chiar mai bine, să rezervați un strat pentru plan) în care componentele care se conectează la sol să o poată face direct prin vii. Planul de la sol poate fi complet umplut cu cupru (mai bun pentru disiparea căldurii) sau într-o rețea pătrată precum imaginea de mai jos.

Una dintre dezavantajele unui avion este dificultatea de a lipi o componentă, deoarece căldura se disipează rapid prin avion. Pentru a evita acest lucru, contactele cu avioanele pot fi făcute prin urme subțiri, cum ar fi imaginea de mai jos.

Plasați condensatori de bypass

Condensatoarele de bypass sunt utilizate pentru a filtra componentele de curent alternativ de la sursa de alimentare constantă. Reduc zgomotul, ondulațiile și alte semnale de curent alternativ nedorite. Acestea fac acest lucru ocolind aceste fluctuații de curent alternativ la sol, ceea ce le dă numele. Prin urmare, ele sunt de obicei conectate între oriunde dorim să filtrăm tensiunea (tensiune de alimentare, semnale de referință etc.) și masă.

Un loc bun de ales pentru aceste condensatoare este la intrarea de alimentare a PCB-ului: firele care conectează sursa de alimentare la PCB-ul dvs. sunt de obicei lungi și acționează ca antene, colectând o mulțime de semnale RF. Un alt loc eficient este aproape de circuite integrate (cât mai aproape posibil de pinii de alimentare și de împământare), pentru a reduce zgomotul adăugat în interiorul PCB-ului. Același lucru este valabil și pentru pinii de referință sau pentru orice alt pin în care aveți nevoie de o tensiune foarte stabilă.

Valorile condensatoarelor depind de frecvențele componentelor de curent alternativ. Fiecare condensator are propriul său răspuns de frecvență, determinat de rezistența sa și de inductanță de serie echivalentă (ESL), care este reglată pe o gamă de frecvențe. De exemplu, pentru a filtra frecvențele joase aveți nevoie de un condensator mai mare. De regulă, un condensator de 0,1-1µF este suficient pentru frecvențele din gama medie, dacă aveți fluctuații lente, puteți alege în jur de 1-10µF, iar pentru zgomotul de înaltă frecvență puteți folosi condensatori 0,001-0,1µF. De asemenea, puteți utiliza orice combinație de condensatori de bypass pentru a elimina o gamă mai largă de frecvențe. Pentru cipurile care alimentează mult curent, puteți pune condensatori de 10 µF - 100 µF să funcționeze ca tampoane. Dacă valoarea condensatorului permite, utilizați condensatori ceramici monolitici deoarece sunt mici și ieftini.

Direcționați urmele semnalului diferențial în paralel

Semnalele diferențiale sunt adesea folosite pentru a îmbunătăți imunitatea la zgomot și pentru a amplifica gama dinamică. Acest lucru este eficient numai dacă urmele ambelor semnale urmează căi similare, astfel încât zgomotul deranjează ambele căi în mod egal. În acest scop, cele două linii ale unui semnal diferențial ar trebui să fie făcute paralele între ele și cât mai aproape posibil.

Luați în considerare petele de căldură

Căldura poate degrada performanța circuitelor și chiar le poate deteriora, dacă nu este bine disipată. Luați în considerare componentele care consumă mai multă energie și modul în care căldura produsă este deviată de pachet. Fișa tehnică are un parametru numit „Rezistență termică” care indică cât de mult crește temperatura pe Watt de putere în anumite condiții. Condițiile pot fi, de exemplu, cu o suprafață de cupru de x x y mm sub CI. Pentru o disipare mai puternică a căldurii, ar trebui să adăugați chiuvete sau chiar un ventilator pentru a răci IC-ul. Mai mult, păstrați părțile critice ale plăcii de circuit izolate de aceste surse de căldură.

Faceți amprente paralele pentru componente greu de găsit

De multe ori, utilizați componente care de obicei nu sunt disponibile pentru vânzare sau prețurile a două componente cu aceeași funcționalitate fluctuează și doriți să cumpărați cele mai ieftine. Acestea sunt cazuri în care ați prefera să schimbați componenta în funcție de factori externi, chiar dacă aceștia nu au aceeași amprentă, dar păstrează designul plăcii neschimbate. Dacă suprafața plăcii nu este prea îngrijorătoare, vă puteți pregăti designul cu mai mult de o amprentă în paralel pentru un anumit bloc, astfel încât să montați partea pe care o aveți la dispoziție în acest moment și să mențineți celelalte goale.

Sfaturi pentru circuitele de alimentare

Păstrați separarea alimentării și a controlului

Creșteri mari de tensiune și curent din circuitele de alimentare pot genera interferențe perturbatoare în circuitele de control, care sunt de obicei de joasă tensiune și curent. Pentru fiecare etapă de alimentare, ar trebui să păstrați masa de alimentare și să controlați solul separat. Dacă le legați împreună în PCB, faceți-o într-un punct aproape de capătul căii de alimentare (mai ales în apropierea conexiunii de masă a PCB).

Folosiți un strat interior pentru solul de control

În cazul în care vă gândiți să utilizați o placă de circuite multistrat, utilizați stratul superior pentru urmele de putere, stratul inferior pentru urmele de control și un strat interior pentru solul de control. Planul de sol mare din stratul de mijloc va oferi o mică cale de impedanță pentru orice interferență din circuitele de alimentare și va proteja căile de control de la acesta.

Faceți urmele de putere mai largi pentru a rezista curenților mai mari

Acesta este de fapt un sfat general, dar este mai important pentru circuitele de alimentare. Ar trebui să dimensionați lățimea firului fiecărei căi de alimentare în funcție de curentul care curge prin ea. Dacă nu faceți acest lucru, puteți genera căldură excesivă și arde firele. Puteți utiliza acest calculator online pentru a calcula lățimea lor.

Sfaturi pentru circuitele cu semnal mixt

Păstrați separarea bazelor digitale și analogice

În ceea ce privește cazul circuitelor de alimentare, ar trebui să păstrați separarea bazelor digitale și analogice. Motivul este același: vârfurile de tensiune și curent din circuitele digitale pot genera interferențe (zgomot) în circuitele analogice, afectând performanța acestora. Dacă le legați împreună în PCB, faceți-o într-un punct aproape de capătul căii de alimentare (mai ales în apropierea conexiunii de masă a PCB). Deși există și alte puncte de vedere ale acestei probleme, acesta este cel mai acceptat.

Protejați terenurile analogice de zgomot

Orice interferență în masa analogică are același efect ca și în liniile de semnal (tot ceea ce contează este tensiunea diferențială între orice punct și masă). Doriți un plan de sol mare pentru a-i reduce rezistența, dar acest lucru îl face și mai susceptibil la cuplarea capacitivă a liniilor direcționate deasupra sau dedesubtul acestuia. În acest scop, solul analogic ar trebui să aibă numai linii analogice care îl traversează și același lucru pentru digital. Aceasta reduce cuplarea capacitivă între circuitele analogice și digitale.

Sfaturi pentru montarea PCB

Lipire de la componente mici la mari

Dacă începeți să lipiți componente mari, acestea vor bloca accesul la lipirea următoarelor componente. Ar trebui să începeți de la componentele mici, cum ar fi dispozitivele de montare pe suprafață (SMD) și să vă terminați cu componentele mari, cum ar fi condensatoarele prin gaură sau blocurile de borne.

Fiți conștienți de îmbinările de lipit la rece

O îmbinare de lipit rece este atunci când, în timp ce realizați o îmbinare de lipit, o lipire fierbinte curge pe o îmbinare rece și dă o pâlpă de lipit gri, care nu este bine aderată la îmbinare. Se poate întâmpla și atunci când nu s-a aplicat suficientă căldură pentru ca lipirea să se topească corect sau suprafața care a fost lipită nu a fost suficient de curată. Uneori poate fi văzut cu ochii goi (veți sparge articulația de lipit dacă încercați să mutați știftul), alteori pare a fi o lipire bine făcută. Efectele acestor îmbinări de lipit pot fi zgomote statice, decupaje intermitente și altele. Pentru a rezolva acest lucru, puteți fie să repetați lipirea existentă, fie să o aspirați, să curățați locul și să lipiți din nou. Pentru a evita îmbinările de lipit la rece, încălziți mai întâi îmbinarea cu tipul de lipit, apoi atingeți îmbinarea cu lipirea. Îmbinarea fierbinte va topi lipirea și va curge și va înghiți corect îmbinarea. O modalitate frumoasă de a evita îmbinările de lipit la rece și de a facilita lipirea în general, este utilizarea fluxului.

O îmbinare de lipit la rece. Observați fisura din jurul știftului. Credite: Coronium.

Folosiți fluxul pentru lipire ușoară

Fluxul de lipit este un agent chimic care face ca lipirea să fie o bucată de tort. O face prin îmbunătățirea caracteristicilor de udare a lipirii lichide. Doar adăugați un flux în suprafața de lipit și lipirea la cald va fi imediat lipici la pin.

Vedeți-l în acțiune în aceste videoclipuri

Nu aveți încredere în testul de continuitate al multimetrului

Un multimetru normal are un mod de testare a continuității care emite semnale sonore atunci când rezistența dintre cele două sonde este mică. Acest lucru este utilizat în mod obișnuit pentru a testa continuitățile, deoarece nu este nevoie să faceți salt între a privi unde ați pus sondele și la valoarea de pe multimetru. Cu toate acestea, o rezistență de câțiva ohmi sună încă, deși este un semn al lipirii proaste. Presupunând că linii de rezistență scăzută și câteva puncte de lipit, rezistența ar trebui să fie sub 1 ohm. Utilizați modul de măsurare a rezistenței pentru a garanta că rezistența dintre două puncte este la fel de mică pe cât ar trebui, ceea ce înseamnă, de asemenea, îmbinări de lipit bune.