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Intercambio de experiencias en el diseño de PCB

Para los productos electrónicos, el diseño de PCB es un proceso de diseño necesario desde el esquema eléctrico hasta un producto específico. La racionalidad de su diseño está estrechamente relacionada con la producción y la calidad del producto. Para muchas personas que acaban de dedicarse al diseño electrónico, aunque han aprendido el software de diseño de pcb, tienen poca experiencia en esta área. sin embargo, las placas de circuito impreso a menudo tienen tales y tales problemas, y hay pocos artículos al respecto en muchas revistas electrónicas. El autor se ha dedicado al diseño de placas de circuito impreso durante muchos años. Aquí, compartiré con ustedes algunas experiencias en el diseño de placas de circuito impreso, con la esperanza de desempeñar un papel en la atracción de ladrillos y jade. Hace unos años, el software de diseño de PCB del autor era Tango y ahora se utiliza protel 2.7 para ventanas.

1. diseño de la placa de circuito 1. Los componentes de la placa de circuito impreso suelen colocarse en una posición fija en estrecha colaboración con la estructura, como tomas de corriente, luces indicadoras, interruptores, conectores, etc. una vez colocados estos componentes, se bloquean a través de la función de bloqueo del software para evitar movimientos erróneos; Colocar componentes especiales y grandes en la línea, como elementos de calefacción, transformadores, ic, etc.

2. distancia entre el componente pequeño y el borde de la placa: si es posible, todos los componentes y piezas deben colocarse a menos de 3 mm del borde de la placa o al menos por encima del espesor de la placa. Esto se debe a que durante la producción a gran escala de los inserciones de la línea de montaje y la soldadura de picos, deben proporcionarse a las ranuras de Guía. Al mismo tiempo, también para evitar defectos de borde causados por el procesamiento de la forma. si hay demasiados componentes en la placa de circuito impreso que requieren un rango de más de 3 mm, se puede agregar un borde auxiliar de 3 mm al borde de la placa y abrir la ranura en forma de V en el borde auxiliar, que se puede romper a mano durante la producción.

Aislamiento entre alta y baja tensión: circuitos de alta tensión y circuitos de baja tensión están presentes simultáneamente en muchas placas de circuito impreso. Los componentes del Circuito de alta tensión deben separarse de la parte de baja tensión, y la distancia de aislamiento está relacionada con la resistencia al voltaje. En general, a 2.000 kv, la distancia en la placa debe ser de 2 mm y aumentar proporcionalmente. Por ejemplo, si quieres soportar una prueba de resistencia a la presión de 3000v, la distancia entre las líneas de alta y baja tensión debe superar los 3,5 mm. en muchos casos, también habrá ranuras entre las de alta y baja tensión en la placa de circuito impreso para evitar fugas de electricidad.

2. cableado de placas de circuito impreso:

La disposición de los cables impresos debe ser lo más corta posible, especialmente en circuitos de alta frecuencia; Las esquinas de los cables impresos deben ser suaves, y en el caso de circuitos de alta frecuencia y alta densidad de líneas de tela, los ángulos rectos o afilados pueden afectar el rendimiento eléctrico; Cuando dos paneles estén conectados, los conductores de ambos lados deben ser verticales, inclinados o doblados para evitar ser paralelos entre sí, reduciendo así el acoplamiento parasitario. Los conductores impresos utilizados como entradas y salidas de circuitos deben evitar la conexión paralela adyacente en la medida de lo posible para evitar la retroalimentación. Es mejor agregar un cable de tierra entre estos conductores.

Ancho del alambre impreso: el ancho del alambre debe cumplir con los requisitos de rendimiento eléctrico para facilitar la producción. Su valor mínimo depende de la corriente tolerada, pero el valor mínimo no debe ser inferior a 0,2 mm. en circuitos impresos de alta densidad y alta precisión, el ancho y la distancia del conductor suelen ser de 0,3 mm; En el caso de grandes corrientes eléctricas, también se debe considerar el aumento de la temperatura. Los experimentos de una sola placa muestran que cuando el espesor de la lámina de cobre es de 50 micras, cuando el ancho del conductor es de 1 a 1,5 mm y la corriente eléctrica es 2a, el aumento de temperatura es muy pequeño. Por lo tanto, en circunstancias normales, los conductores de 1 a 1,5 mm de ancho pueden cumplir con los requisitos de diseño sin causar un aumento de la temperatura; El cable de tierra público del cable impreso debe ser lo más grueso posible. Si es posible, el uso de líneas superiores a 2 a 3 mm es particularmente importante en circuitos con microprocesadores, ya que cuando las líneas locales son demasiado finas, la tolerancia al ruido se reduce debido a cambios en la corriente de flujo, cambios en el potencial de tierra y niveles inestables de la señal de tiempo del microprocesador; Los principios 10 - 10 y 12 - 12 se pueden aplicar al cableado entre los pines IC encapsulados por dip, es decir, cuando dos cables pasan entre los dos pines, el diámetro de la almohadilla se puede establecer en 50 mils, el ancho de la línea y la distancia de la línea se pueden establecer en 10 mils, y cuando solo un cable pasa por estos dos pines, el diámetro recto de la almohadilla se puede establecer en 64 mils, y el ancho de la línea y la distancia de la línea se pueden establecer en 12 mils.

3. la distancia entre los conductores impresos y los conductores adyacentes debe cumplir con los requisitos de Seguridad eléctrica, y la distancia debe ser lo más ancha posible para facilitar la operación y la producción. La distancia mínima debe ser adecuada al menos para resistir el voltaje. Este voltaje suele incluir el voltaje de funcionamiento, el voltaje de fluctuación adicional y el voltaje pico causado por otras causas. Si las condiciones técnicas pertinentes permiten un cierto grado de residuos metálicos entre conductores, la distancia se reducirá. Por lo tanto, el diseñador debe tener en cuenta este factor al considerar el voltaje. Cuando la densidad de cableado es baja, se puede aumentar adecuadamente el espaciamiento de las líneas de señal. Las líneas de señal con grandes diferencias entre los niveles alto y bajo deben ser lo más cortas posible y deben aumentar el espaciamiento.

4. el blindaje de los cables impresos y los cables públicos de tierra de los cables impresos de tierra deben colocarse en el borde de la placa de circuito impreso en la medida de lo posible. La lámina de cobre debe conservarse en la medida de lo posible en la placa de circuito impreso como cable de tierra. De esta manera, el efecto de blindaje es mejor que el cable de tierra largo, las características de la línea de transmisión y el efecto de blindaje se mejorarán, y la capacidad de distribución se reducirá. Es mejor que el cable de tierra común del conductor impreso forme un circuito o una cuadrícula, ya que cuando hay muchos circuitos integrados en la misma placa, especialmente componentes con alto consumo de energía, debido a las limitaciones gráficas, se produce una diferencia de potencial de tierra, lo que resulta en una reducción de la tolerancia al ruido. Cuando el circuito está conectado, la diferencia de potencial de puesta a tierra se reduce. Además, el modo de puesta a tierra y suministro de energía debe ser lo más paralelo posible al flujo de datos, que es el secreto para mejorar la capacidad de supresión de ruido; La placa de circuito impreso multicapa se puede utilizar como capa de blindaje, y la capa de alimentación y la capa de tierra se pueden utilizar como capa de blindaje. Por lo general, la capa de tierra y la capa de alimentación están diseñadas en la capa interior de la placa de circuito impreso multicapa, y el cable de señal está diseñado en la capa interior y exterior.

5. diámetro de la almohadilla y tamaño del agujero interior: el tamaño del agujero interior de la almohadilla debe considerarse en términos de diámetro del alambre del componente y tamaño de tolerancia, espesor del revestimiento de estaño, tolerancia del agujero, espesor del recubrimiento metálico del agujero, etc. el agujero interior de la almohadilla generalmente no es inferior a 0,6 mm, ya que el agujero inferior a 0,6 mm no es fácil de mecanizar al trotar. normalmente, El diámetro del perno metálico más 0,2 mm se utiliza como diámetro del agujero interior de la almohadilla. Por ejemplo, cuando el diámetro del pin metálico de la resistencia es de 0,5 mm, el diámetro del agujero interior de la almohadilla es de 0,7 mm, y el diámetro de la almohadilla depende del diámetro del agujero Interior.

1. cuando el diámetro de la almohadilla es de 1,5 mm, para aumentar la resistencia de desprendimiento de la almohadilla, se puede utilizar una almohadilla redonda larga con una longitud no inferior a 1,5 mm y una anchura de 1,5 mm. Este tipo de almohadilla es una de las más comunes en las almohadillas de pin de circuitos integrados.

2. el diámetro de la Junta más allá del rango de la tabla anterior se puede seleccionar a través de la siguiente fórmula:

Agujeros con un diámetro inferior a 0,4 mm: D / D = 0,5 a 3 agujeros con un diámetro superior a 2 mm: D / D = 1,5 a 2, de los cuales: (d - diámetro de la almohadilla, D - diámetro del agujero interior) VI. otras precauciones relacionadas con la almohadilla: la distancia entre el borde del agujero interior de la almohadilla de Soldadura por puntos y el borde de la placa de circuito impreso debe ser superior a 1 mm para evitar defectos de la almohadilla durante el proceso de adición.

Apertura de la almohadilla: algunos equipos se reparan después de la soldadura de la cresta, pero el agujero interior de la almohadilla después de la soldadura de la cresta está sellado con estaño, por lo que no se puede insertar en el equipo. La solución es abrir un pequeño agujero en la almohadilla durante el procesamiento de PCB para que el agujero interior no se selle durante la soldadura de pico y no afecte la soldadura normal.

Reparación de llantas en la almohadilla: cuando el cableado conectado a la almohadilla es delgado, la conexión entre la almohadilla y el cableado debe diseñarse en forma de gota de agua. La ventaja de esto es que la almohadilla no es fácil de quitar, pero el cableado y la almohadilla no son fáciles de desconectar.

Las almohadillas adyacentes deben evitar ángulos agudos o grandes áreas de lámina de cobre, lo que provocará dificultades en la soldadura de picos y riesgos de puente. Debido a la velocidad de disipación de calor excesiva, las láminas de cobre de gran área no serán fáciles de soldar.

7. las grandes áreas de cobre recubiertas en placas de circuito impreso recubiertas de cobre se utilizan generalmente para dos funciones: una es la disipación de calor y la otra es el blindaje para reducir la interferencia. Un error frecuente que cometen los principiantes al diseñar placas de circuito impreso es que no hay ventanas en grandes áreas de recubrimiento de cobre. Debido a que el adhesivo entre el sustrato de la placa de circuito impreso y la lámina de cobre se sumerge o se calienta durante mucho tiempo durante el proceso de soldadura, produce gases volátiles que no se pueden eliminar y el calor no se disipa fácilmente, lo que hace que la lámina de cobre se expanda y se desprenda. por lo tanto, cuando Se utiliza un recubrimiento de cobre de gran superficie, su ventana abierta debe diseñarse como una malla.

Uso de saltadores: en el diseño de placas de circuito impreso de un solo lado, los Saltadores se suelen utilizar cuando algunas líneas no se pueden conectar. Entre los principiantes, los saltos son a menudo aleatorios, largos y cortos, lo que puede causar inconvenientes a la producción. Al colocar el cable de salto, cuanto menos tipo, mejor. Por lo general, solo 6 mm, 8 mm y 10 mm. Más allá de este rango traerá inconvenientes a la producción.

8. las placas de circuito impreso planas y gruesas suelen estar hechas de laminados de lámina, generalmente utilizando laminados de lámina de cobre. Al seleccionar la placa, se deben tener en cuenta las propiedades eléctricas, la fiabilidad, los requisitos del proceso de procesamiento, los indicadores económicos, etc. los laminados recubiertos de cobre comunes incluyen laminados de Papel recubierto de cobre pf, laminados de Papel recubierto de cobre epoxidado y laminados de tela de vidrio recubiertos de cobre epoxidado. Láminas de vidrio recubiertas de cobre epoxidado de novolak para placas de circuito impreso multicapa, láminas de vidrio recubiertas de cobre PTFE y láminas de vidrio epoxidadas. Debido a la excelente adherencia entre la resina epoxi y la lámina de cobre, la lámina de cobre tiene una alta resistencia a la adherencia y temperatura de trabajo, y puede ser enterrada en estaño fundido a 260 grados Celsius sin ampollas. Los laminados de tela de vidrio impregnados con resina epoxi se ven menos afectados por la humedad. El mejor material para circuitos impresos de ultra alta frecuencia es el laminado de tela de vidrio de PTFE recubierto de cobre. Los laminados recubiertos de cobre ignífugos también deben utilizarse en equipos electrónicos con requisitos ignífugos. El principio es impregnar el papel aislante o la tela de vidrio con resina no inflamable o ignífuga para hacer el laminado preparado de Papel recubierto con cobre y resina epoxi, el laminado de tela de vidrio recubierto con cobre y resina epoxi y el laminado de tela de vidrio recubierto con cobre. También es ignífugo.

El grosor de la placa de circuito impreso se determinará en función de la función de la placa de circuito impreso, el peso de los componentes instalados, las especificaciones de los enchufes de la placa de circuito impreso, las dimensiones Exteriores de la placa de circuito impreso y la carga mecánica a la que se somete. La distribución del grosor total e intercapa de las placas de circuito impreso multicapa se seleccionará de acuerdo con las necesidades de las propiedades eléctricas y estructurales y las especificaciones estándar de las placas compuestas de lámina. El espesor común de la placa de circuito impreso es de 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm, etc.