PCB-Neuigkeiten - Austausch von Erfahrungen im PCB-Design

Austausch von Erfahrungen im PCB-Design

Für elektronische Produkte ist PCB-Design ein notwendiger Designprozess vom elektrischen Schaltplan bis zu einem bestimmten Produkt. Die Rationalität des Designs hängt eng mit der Produktion und der Produktqualität zusammen. Für viele Menschen, die nur mit elektronischem Design beschäftigt sind, haben sie wenig Erfahrung in diesem Bereich, obwohl sie PCB-Design-Software gelernt haben. Die Leiterplatte hat jedoch oft solche und solche Probleme, und es gibt nur wenige Artikel dazu in vielen elektronischen Zeitschriften. Der Autor beschäftigt sich seit vielen Jahren mit dem Leiterplattendesign. Hier werde ich einige Erfahrungen mit Leiterplattendesign mit Ihnen teilen, in der Hoffnung, eine Rolle beim Werfen von Ziegeln und Anziehen von Jade zu spielen. Die PCB-Design-Software des Autors war vor einigen Jahren Tango, und jetzt wird protel2.7 für Fenster verwendet.

1, Leiterplattenlayout 1. Die Komponenten auf der Leiterplatte werden normalerweise in enger Abstimmung mit der Struktur in einer festen Position platziert, wie Steckdosen, Anzeigeleuchten, Schalter, Steckverbinder usw., nachdem diese Komponenten platziert wurden, werden sie mit der Verriegelungsfunktion der Software verriegelt, so dass sie nicht versehentlich bewegt werden; Platzieren Sie spezielle Komponenten und große Komponenten auf der Linie, wie Heizelemente, Transformatoren, IC usw.

2. Abstand zwischen kleinen Komponenten und der Kante der Platte: wenn möglich, müssen alle Komponenten und Teile innerhalb von 3mm vom Rand der Platte oder mindestens größer als die Dicke der Platte platziert werden. Dies liegt daran, dass sie während der Massenproduktion von Montagelinien-Steckern und Wellenlöten zum Führungsschienenschlitz bereitgestellt werden sollen. Gleichzeitig soll es auch Kantenfehler verhindern, die durch Formverarbeitung verursacht werden. Wenn es zu viele Komponenten auf der Leiterplatte gibt und es notwendig ist, den Bereich von 3mm zu überschreiten, kann eine 3mm Hilfskante an der Kante der Platine hinzugefügt werden, und die V-förmige Nut kann an der Hilfskante geöffnet werden, die während der Produktion von Hand gebrochen werden kann.

Isolierung zwischen Hoch- und Niederspannung: Es gibt Hochspannungsschaltungen und Niederspannungsschaltungen auf vielen Leiterplatten gleichzeitig. Die Komponenten der Hochspannungsschaltung müssen vom Niederspannungsteil getrennt werden, und der Isolationsabstand hängt mit der Widerstandsspannung zusammen. Im Allgemeinen ist der Abstand auf dem Board 2mm bei 2000kv, der proportional erhöht werden soll. Zum Beispiel, wenn Sie dem Widerstandsspannungstest von 3000V standhalten möchten, sollte der Abstand zwischen Hoch- und Niederspannungsleitungen mehr als 3,5mm sein. In vielen Fällen werden auch Schlitze zwischen Hoch- und Niederspannung auf der Leiterplatte hergestellt, um Kriechen zu vermeiden.

2, Routing der Leiterplatte:

Die Anordnung der gedruckten Leiter muss so kurz wie möglich sein, insbesondere in Hochfrequenzschaltungen; Die Ecken von gedruckten Drähten müssen abgerundet sein, und rechte Winkel oder scharfe Ecken beeinflussen die elektrische Leistung unter der Bedingung von Hochfrequenzschaltung und hoher Verdrahtungsdichte; Wenn zwei Platten verdrahtet sind, sollten die Leiter auf beiden Seiten senkrecht, schräg oder gekrümmt sein, um parallele Verbindungen zu vermeiden. Die gedruckten Leiter, die als Ein- und Ausgang der Schaltung verwendet werden, sollten benachbarte Parallelen so weit wie möglich vermeiden, um Rückkopplungen zu vermeiden. Es ist am besten, Erdungskabel zwischen diesen Leitern hinzuzufügen.

Breite des gedruckten Leiters: Die Leiterbreite sollte die elektrischen Leistungsanforderungen erfüllen und für die Produktion bequem sein. Sein Mindestwert hängt vom Widerstandsstrom ab, aber der Mindestwert sollte nicht kleiner als 0.2mm sein. In hochdichten und hochpräzisen gedruckten Schaltungen können die Leiterbreite und der Abstand im Allgemeinen 0.3mm sein; Der Temperaturanstieg sollte auch bei großem Strom berücksichtigt werden. Das Einzelplattenexperiment zeigt, dass, wenn die Dicke der Kupferfolie 50 μ m ist. Wenn die Leiterbreite 1,1,5mm und der Strom 2a ist, der Temperaturanstieg sehr klein ist. Daher kann der Leiter mit der Breite von 1.1.5mm im Allgemeinen die Entwurfsanforderungen erfüllen, ohne Temperaturanstieg zu verursachen; Der gemeinsame Massedraht des gedruckten Leiters muss so dick wie möglich sein. Wenn möglich, verwenden Sie Leitungen größer als 2,3mm, was in der Schaltung mit Mikroprozessor besonders wichtig ist, denn wenn die lokale Leitung zu dünn ist, aufgrund der Änderung des fließenden Stroms, der Änderung des Erdpotentials und des instabilen Niveaus des Mikroprozessor-Timing-Signals, wird die Rauschtoleranz verschlechtert; Die 10-10- und 12-12-Prinzipien können auf die Verdrahtung zwischen den IC-Pins des Tauchpakets angewendet werden, das heißt, wenn zwei Drähte zwischen den beiden Stiften passieren, kann der Pad-Durchmesser auf 50mil eingestellt werden, die Linienbreite und der Linienabstand 10mil sein, und wenn nur ein Draht zwischen den beiden Stiften verläuft, kann der Pad-Durchmesser auf 64mil eingestellt werden, und die Linienbreite und der Linienabstand können 12mil sein.

3, Der Abstand zwischen gedruckten Leitern und benachbarten Leitern muss die elektrischen Sicherheitsanforderungen erfüllen, und der Abstand muss so weit wie möglich breiter sein, um Betrieb und Produktion zu erleichtern. Der Mindestabstand muss mindestens für die Widerstandsspannung geeignet sein. Diese Spannung umfasst im Allgemeinen Arbeitsspannung, zusätzliche Schwankungsspannung und Spitzenspannung, die aus anderen Gründen verursacht werden. Wenn die relevanten technischen Bedingungen einen gewissen Grad an Metallrückständen zwischen Leitern zulassen, wird der Abstand reduziert. Daher sollte der Konstrukteur diesen Faktor bei der Betrachtung der Spannung berücksichtigen. Bei geringer Verdrahtungsdichte kann der Abstand der Signalleitungen entsprechend erhöht werden. Die Signalleitungen mit großem Unterschied zwischen hohen und niedrigen Pegeln sollten so kurz wie möglich sein und der Abstand erhöht werden.

4, Abschirmung und Erdung von gedruckten Drähten ist der gemeinsame Massedraht von gedruckten Drähten so weit wie möglich am Rand der Leiterplatte anzuordnen. Kupferfolie sollte so viel wie möglich auf der Leiterplatte wie der Erdungskabel reserviert werden. Auf diese Weise ist der Abschirmungseffekt besser als ein langer Erdungskabel, die Übertragungsleitungseigenschaften und der Abschirmungseffekt werden verbessert, und die verteilte Kapazität wird reduziert. Es ist besser, eine Schleife oder ein Netz für den gemeinsamen Massedraht des gedruckten Leiters zu bilden, denn wenn es viele integrierte Schaltungen auf derselben Platine gibt, insbesondere Komponenten mit hohem Stromverbrauch, wird der Erdungspotenzialunterschied aufgrund der grafischen Einschränkungen erzeugt, was zu einer Verringerung der Rauschtoleranz führt. Wenn die Schaltung gemacht wird, wird der Erdungspotenzialunterschied reduziert. Darüber hinaus sollten die Muster der Erdung und Stromversorgung so weit wie möglich parallel zur Flussrichtung der Daten sein, was das Geheimnis der Verbesserung der Fähigkeit zur Geräuschunterdrückung ist; Mehrere Schichten mehrschichtiger Leiterplatte können als Abschirmschicht verwendet werden, und die Leistungsschicht und die Erddrahtschicht können als Abschirmschicht betrachtet werden. Im Allgemeinen sind die Erdungsdrahtschicht und die Leistungsschicht in der inneren Schicht der mehrschichtigen Leiterplatte entworfen, und der Signaldraht ist in der inneren Schicht und der äußeren Schicht entworfen.

5, Pad-Durchmesser und innere Lochgröße: Die innere Lochgröße des Pads muss vom Elementleitungsdurchmesser und Toleranzgröße, Zinn-Auskleidungsschichtdicke, Lochdurchmessertoleranz, Lochbetallisierungsdicke usw. betrachtet werden. Das innere Loch des Pads ist im Allgemeinen nicht kleiner als 0.6mm, weil das Loch kleiner als 0.6mm beim Stanzen nicht einfach verarbeitet werden kann. Der Metallstiftdurchmesser plus 0,2mm wird als Innenlochdurchmesser des Pads verwendet. Zum Beispiel, wenn der Metallstiftdurchmesser des Widerstands 0,5mm ist, ist der Innenlochdurchmesser des Pads 0,7mm, und der Paddurchmesser hängt vom Innenlochdurchmesser ab.

1.Wenn der Paddurchmesser 1.5mm ist, können lange runde Pads mit einer Länge von nicht weniger als 1.5mm und einer Breite von 1.5mm verwendet werden, um die Schälfestigkeit des Pads zu erhöhen. Diese Art von Pad ist die häufigste in der integrierten Schaltung Pin Pad.

2. Der Paddurchmesser außerhalb des Bereichs der obigen Tabelle kann durch die folgende Formel ausgewählt werden:

Löcher mit Durchmesser kleiner als 0.4mm: D-D.0.5.3 Löcher mit Durchmesser größer als 2mm: D-D.1.5.2, wo: (D-Pad-Durchmesser, D-Innenlochdurchmesser) VI. andere Anmerkungen im Zusammenhang mit Pads: der Abstand von der inneren Lochrande des Punktschweißpads zur Kante der Leiterplatte größer als 1mm sein muss, um Pad-Defekt während der Verarbeitung zu vermeiden.

Öffnen des Pads: Einige Geräte werden nach dem Wellenlöten repariert, aber das innere Loch des Pads wird nach dem Wellenlöten durch Zinn versiegelt, so dass das Gerät nicht eingesetzt werden kann. Die Lösung besteht darin, während der PCB-Verarbeitung eine kleine Öffnung auf dem Pad zu machen, damit das innere Loch während des Wellenlötens nicht versiegelt wird und das normale Schweißen nicht beeinträchtigt.

Padreparaturtropfen: Wenn das mit dem Pad verbundene Routing dünn ist, sollte die Verbindung zwischen dem Pad und dem Routing in eine Wassertropfenform ausgelegt werden. Dies hat den Vorteil, dass das Pad nicht einfach zu schälen ist, aber die Führung und das Pad nicht einfach zu trennen sind.

Angrenzende Pads müssen scharfe Winkel oder große Bereiche der Kupferfolie vermeiden, die Schwierigkeiten beim Wellenlöten und das Risiko der Überbrückung verursachen. Große Bereiche der Kupferfolie sind aufgrund der zu schnellen Wärmeableitung nicht einfach zu schweißen.

7, Die großflächige Kupferbeschichtung auf der großflächigen kupferbeschichteten Leiterplatte wird oft für zwei Funktionen verwendet: eine ist Wärmeableitung und die andere schirmt, um Störungen zu reduzieren. Ein Fehler, der oft von Anfängern beim Design von Leiterplatten gemacht wird, ist, dass es kein Fenster auf der großflächigen Kupferbeschichtung gibt. Da der Klebstoff zwischen dem Substrat der Leiterplatte und der Kupferfolie für eine lange Zeit in Schweißen eingetaucht oder erhitzt wird, produziert er flüchtiges Gas, das nicht eliminiert werden kann, und die Wärme ist nicht leicht abzuführen, was zu Kupferfolienaufzeitung und -abfall führt.

Verwendung von Jumperdrähten: Beim Design von einseitigen Leiterplatten werden Jumperdrähte oft verwendet, wenn einige Leitungen nicht angeschlossen werden können. Unter Anfängern sind Jumperdrähte oft zufällig, lang und kurz, was der Produktion Unannehmlichkeiten bereitet. Beim Platzieren von Jumperdrähten, je weniger Typen, desto besser. Normalerweise gibt es nur 6mm, 8mm und 10mm. Jene außerhalb dieses Bereichs bringen Unannehmlichkeiten in die Produktion.

8, Platte und dicke Leiterplatte werden im Allgemeinen aus Folienlaminat hergestellt, und Kupferfolienlaminat wird häufig verwendet. Bei der Auswahl der Platten sind elektrische Leistung, Zuverlässigkeit, Verarbeitungsprozessanforderungen, wirtschaftliche Indikatoren usw. zu berücksichtigen. Zu den gängigen kupferbeschichteten Laminaten gehören kupferbeschichtetes phenolisches Papierlaminat, kupferbeschichtetes Epoxidpapierlaminat, kupferbeschichtetes Epoxidglastuchlaminat, Kupferüberzogenes Epoxid-Phenolglastuchlaminat Kupferüberzogenes PTFE-Glastuchlaminat und Epoxidglastuch für mehrschichtige Leiterplatten. Aufgrund der ausgezeichneten Haftung zwischen Epoxidharz und Kupferfolie hat die Kupferfolie eine hohe Haftfestigkeit und Arbeitstemperatur und kann in geschmolzenem Zinn bei 260 Grad Celsius ohne Blasenbildung verschweißt werden. Epoxidharz imprägniertes Glastuchlaminat wird weniger durch Feuchtigkeit beeinflusst. Das beste Material der UHF-gedruckten Schaltung ist kupferbeschichtetes PTFE-Glastuchlaminat. Flammhemmendes kupferbeschichtetes Laminat ist auch auf elektronischen Geräten mit flammhemmenden Anforderungen zu verwenden. Das Prinzip besteht darin, dass das Isolierpapier oder Glasgewebe mit nicht brennbarem oder schwer entflammbarem Harz imprägniert ist, um das vorbereitete kupferplattierte phenolische Papierlaminat, kupferplattiertes Epoxidpapierlaminat, kupferplattiertes Epoxidglastuchlaminat und kupferplattiertes epoxidphenolisches Glastuchlaminat zu machen. Es ist auch flammhemmend.

Die Dicke der Leiterplatte wird entsprechend der Funktion der Leiterplatte, dem Gewicht der installierten Komponenten, der Spezifikation der Buchse der Leiterplatte, dem Gesamtmaß der Leiterplatte und der mechanischen Belastung bestimmt. Die Gesamtdicke der mehrschichtigen Leiterplatte und die Verteilung der Dicke zwischen den Schichten werden entsprechend den Bedürfnissen der elektrischen und strukturellen Leistung und der Standardspezifikation der folienbeschichteten Leiterplatte ausgewählt. Allgemeine Leiterplattendicken sind 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, etc.