Conception électronique - Conception de fiabilité pour le câblage de carte PCB

Conception de fiabilité pour le câblage de carte PCB

La largeur et l'espacement des conducteurs imprimés sont des paramètres de conception importants qui affectent non seulement les performances électriques et la compatibilité électromagnétique des PCB, mais aussi leur fabricabilité et leur fiabilité. La largeur du fil imprimé est déterminée par le courant de charge du fil, l'élévation de température permise et la force d'adhérence de la Feuille de cuivre. La largeur et l'épaisseur du fil déterminent la section transversale du fil. Plus la section transversale d'un fil est grande, plus la capacité de transport de courant est grande, mais le courant électrique qui le traverse crée de la chaleur, ce qui entraîne une augmentation de la température du fil. L'ampleur de l'augmentation de température est influencée par les conditions de courant et de dissipation de chaleur. L'augmentation de température admissible est déterminée par les caractéristiques du circuit, les exigences de température de fonctionnement des composants et les exigences environnementales de l'ensemble de la machine, de sorte que l'augmentation de température doit être contrôlée dans certaines limites.

Les fils imprimés sont reliés à un substrat isolant. Une température trop élevée peut affecter l'adhérence du fil au substrat. Par conséquent, lors de la conception de la largeur du fil, l'épaisseur de la Feuille de cuivre du substrat choisi doit être prise en compte. La largeur du fil imprimé peut être déterminée lorsque l'élévation de température admissible du fil et l'adhérence de la Feuille de cuivre permettent de répondre aux exigences. Par example, pour une feuille de cuivre ayant une largeur de raie d'au moins 0,2 mm et une épaisseur égale ou supérieure à 35 µm, la montée en température ne dépasse généralement pas 10°C avec un courant de charge de 0,6 a. En raison du faible courant de charge de la plaque d'impression SMT et des lignes de signal haute densité, la largeur du fil peut atteindre 0,1 mm, mais plus le fil est fin, plus le traitement est difficile et moins la capacité de courant de charge est importante. Par conséquent, lorsque l'espace de câblage le permet, un fil plus large doit être choisi de manière appropriée. En général, le fil de terre et le fil d'alimentation doivent être conçus pour être plus larges, ce qui contribue non seulement à réduire la montée en température du fil, mais est également bénéfique pour la fabrication.

L'espacement des fils imprimés est déterminé par la résistance d'isolation, les exigences de résistance à la tension, la compatibilité électromagnétique et les caractéristiques du substrat, également limitées par le processus de fabrication. La résistance d'isolation entre les fils sur la surface de la plaque d'impression est déterminée par la distance entre les fils et les parties parallèles des fils voisins. La longueur, le support isolant (y compris le substrat et l'air), la qualité du processus de traitement de la plaque d'impression, la température, l'humidité et la contamination de surface sont tous déterminés par des facteurs. En général, plus la résistance d'isolation et les exigences de résistance à la tension sont élevées, plus l'espacement des fils doit être long. Lorsque le courant de charge est important, la petite distance entre les fils n'est pas propice à la dissipation de chaleur. Les plaques imprimées avec un pas de ligne plus petit ont également une augmentation de température plus élevée que les plaques avec un pas de ligne plus grand. Les fils adjacents avec de grandes différences, lorsque l'espace de câblage le permet, doivent être correctement augmentés dans l'espacement des fils, ce qui est non seulement bénéfique pour la fabrication, mais contribue également à réduire les interférences mutuelles des lignes de signal haute fréquence. En général, la largeur et l'espacement des lignes de terre et d'alimentation sont supérieurs à ceux des lignes de signal. Compte tenu des exigences de compatibilité électromagnétique, l'espacement des bords entre les fils adjacents d'une ligne de transmission de signaux à grande vitesse ne doit pas être inférieur à deux fois la largeur de la ligne de signal, ce qui peut réduire considérablement la diaphonie de la ligne de signal et est également avantageux pour la fabrication.

Lors de la conception d'une carte de circuit imprimé, la largeur et l'espacement des traces appropriés doivent être choisis en fonction de la qualité du signal, de la capacité en courant et de la capacité de traitement du fabricant de PCB, et les exigences de fiabilité du procédé suivantes doivent être prises en compte:

1. Selon la capacité de traitement de la plupart des fabricants actuels de PCB, la largeur de ligne / espacement des lignes n'est généralement pas inférieure à 4mil;

2. Aucun point de virage à angle droit n'est autorisé dans les virages de l'itinéraire;

3. Afin d'éviter la diaphonie entre les deux lignes de signal, la distance entre les deux lignes doit être prolongée lors du câblage parallèle, de préférence en utilisant la méthode de croisement Vertical ou en ajoutant une ligne de masse aux deux lignes de signal;

4. Le câblage de la plaque doit être correctement dense et compact, lorsque la différence de densité est trop grande, il doit être rempli de feuille de cuivre maillée;

5. Les traces tracées à partir des plots SMT doivent être tracées aussi verticalement que possible pour éviter de tirer en diagonale;

6. Lorsque le plomb est fait à partir d'un pad SMT avec une largeur de plomb plus mince que la piste, la piste ne peut pas être couverte à partir du PAD, le plomb doit commencer à la fin du PAD.

7. Lorsque les cordons de Plot SMT à pas fin doivent être interconnectés, ils doivent être connectés à l'extérieur des plots et aucune connexion directe n'est autorisée entre les Plots.

8. Évitez autant que possible les croisements de fils entre les Plots des composants à espacement fin. S'il est nécessaire de croiser les fils entre les Plots, un capot de blocage doit être utilisé pour les protéger de manière fiable.

9. Le câblage n'est pas autorisé dans les zones où le boîtier métallique est en contact direct avec la carte de circuit imprimé. Les corps métalliques tels que les radiateurs et les régulateurs de tension horizontaux ne peuvent pas entrer en contact avec le câblage. Il est strictement interdit d'utiliser toutes sortes de vis et de rivets pour installer des trous dans la zone interdite. Câblage pour éviter les risques potentiels de court - circuit.