Technologie PCB - Détails trois méthodes de partage et d'inspection de câblage dédié aux PCB

Avant d'expliquer le travail d'inspection après l'achèvement du câblage PCB, je vais présenter trois techniques de câblage spéciales pour les PCB. Le câblage de la disposition PCB sera expliqué de trois façons: câblage à angle droit, câblage différentiel et câblage serpentin:

Un Câblage à angle droit (trois aspects)

L'effet du câblage à angle droit sur le signal se manifeste principalement dans trois aspects: l'un est que l'angle de braquage peut être équivalent à une charge Capacitive sur la ligne de transmission, ralentissant le temps de montée; L'autre est que la discontinuité d'impédance provoque une réflexion du signal; Troisièmement, dans le domaine de la conception RF au - dessus de 10 GHz, ces petits angles droits peuvent être au Centre des problèmes de vitesse élevée.

Deux Câblage différentiel ("isolongueur, isodistance, plan de référence")

Qu'est - ce qu'un signal différentiel? En termes profanes, le conducteur envoie deux signaux égaux et inversés et le récepteur juge l'état logique "0" ou "1" en comparant la différence entre les deux tensions. Une paire de traces portant un signal différentiel est appelée trace différentielle. Le signal différentiel présente les avantages les plus évidents par rapport aux traces de signal simples ordinaires dans les trois domaines suivants:

1) forte capacité anti - interférence, car le couplage entre les deux traces différentielles est très bon. Lorsqu'il y a des interférences bruyantes de l'extérieur, elles sont couplées presque simultanément sur les deux lignes et la réception ne se soucie que de la différence entre les deux signaux. Il est ainsi possible d'éliminer complètement le bruit de mode commun externe.

2) Il peut inhiber efficacement EMI. Pour la même raison, puisque ces deux signaux ont des polarités opposées, les champs électromagnétiques qu'ils rayonnent peuvent s'annuler mutuellement. Plus le couplage est serré, moins l'énergie électromagnétique fuit vers le monde extérieur.

3) Positionnement temporel précis. La variation de commutation du signal différentiel étant située à l'intersection des deux signaux, contrairement à un signal simple extrémité ordinaire qui dépend d'une tension de seuil haute et d'une tension de seuil basse pour sa détermination, elle est moins influencée par le procédé et la température et permet de réduire les erreurs temporelles, Mais aussi plus adapté aux circuits de signalisation de faible amplitude. Le LVDS (Low Voltage Differential Signal) actuellement populaire fait référence à cette technologie de Signalisation différentielle de faible amplitude.

Iii. Ligne serpentine (délai de régulation)

Serpentine est une méthode de câblage souvent utilisée dans la disposition. Son objectif principal est d'ajuster la latence pour répondre aux exigences de la conception temporelle du système. Les deux paramètres les plus critiques sont la longueur de couplage parallèle (LP) et la distance de couplage (s). Il est clair que les segments parallèles seront couplés en mode différentiel s lorsque le signal est transféré sur la trajectoire serpentine. Plus LP est petit, plus il est grand, plus le degré de couplage est important. Il peut en résulter une réduction du retard de transmission et une dégradation importante de la qualité du signal due à la diaphonie. Ce mécanisme peut se référer à l'analyse de la diaphonie en mode commun et en mode différentiel. Voici quelques suggestions des ingénieurs de mise en page lors de la manipulation de la ligne serpentine:

1) essayez d'augmenter la distance (s) des segments parallèles au moins supérieure à 3h. H désigne la distance entre la trace du signal et le plan de référence. En termes profanes, c'est un grand virage. Tant que s est suffisamment grand, l'effet d'accouplement mutuel peut être presque complètement évité.

2) réduire la longueur d'accouplement LP. Lorsque le retard double LP approche ou dépasse le temps de montée du signal, la diaphonie résultante atteint la saturation.

3) Les lignes à ruban ou à serpentin de lignes microruban intégrées induisent un retard de transmission du signal inférieur à celui des lignes microruban. En théorie, les lignes à ruban n'affectent pas le taux de transmission en raison de la diaphonie en mode différentiel.

4) pour les lignes de signal rapides et exigeantes en temps, essayez de ne pas prendre la ligne serpentine, en particulier de ne pas enrouler une petite zone.

5) les traces de serpentin de n'importe quel angle peuvent être fréquemment utilisées, ce qui peut réduire efficacement le couplage mutuel.

6) dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse, la ligne serpentine n'a pas de capacité de filtrage ou d'anti - interférence, elle ne peut que réduire la qualité du signal et n'est donc utilisée que pour l'adaptation de la séquence et aucune autre utilisation.

7) parfois, vous pouvez envisager d'utiliser un câblage en spirale pour l'enroulement. Les résultats de la simulation montrent que cette route fonctionne mieux que la route serpentine conventionnelle.

Après avoir parlé de câblage PCB, le câblage sera - t - il terminé? Apparemment, non! Le travail d'inspection après le câblage de PCB est également nécessaire, alors comment vérifier le câblage dans la conception de PCB pour ouvrir la voie à la conception ultérieure? Regardez ci - dessous!

Général PCB design Chart check Project

1) le circuit a - t - il été analysé? Le circuit est - il divisé en cellules de base pour lisser le signal?

2) le circuit permet - il de court - circuiter ou d'isoler les conducteurs de clé?

3) où doit être blindé, est - ce que le blindage est efficace?

4) tirez - vous le meilleur parti des graphiques de base de la grille?

5) la taille de la carte de circuit imprimé est - elle la meilleure taille?

6) utilisez - vous autant de largeurs et d'espacements de fil que possible?

7) est - ce que la taille de pastille préférée et la taille de trou sont utilisées?

8) Les négatifs photo et les croquis sont - ils appropriés?

9) Le Cavalier est - il utilisé au minimum? Le fil de raccordement traverse - t - il les composants et les accessoires?

L0) Les lettres sont - elles visibles après assemblage? Sont - ils de la bonne taille et du bon type?

11) pour éviter les cloques, y a - t - il des fenêtres sur la Feuille de cuivre sur une grande surface?

12) y a - t - il des trous de positionnement des outils?

Projet de vérification des caractéristiques électriques des PCB:

1) Avez - vous analysé les effets de la résistance, de l'inductance et de la capacité du fil, en particulier sur la chute de tension critique de la terre?

2) l'espacement et la forme des accessoires de fil répondent - ils aux exigences d'isolation?

3) Les valeurs de résistance d'isolation sont - elles contrôlées et spécifiées dans les zones critiques?

4) la polarité est - elle parfaitement reconnue?

5) L'effet de l'espacement des lignes sur la résistance de fuite et la tension est - il mesuré d'un point de vue géométrique?

6) le moyen de remplacement du revêtement de surface a - t - il été déterminé?

Projet de détection des propriétés physiques des PCB:

1) tous les rembourrages et leur emplacement sont - ils appropriés pour l'assemblage final?

2) la carte de circuit imprimé Assemblée peut - elle répondre aux conditions de choc et de vibration?

3) Quel est l'espacement requis pour les pièces standard?

4) est - ce que les pièces mal installées ou les pièces plus lourdes sont fixes?

5) la dissipation de chaleur et le refroidissement des éléments chauffants sont - ils corrects? Ou isolé des circuits imprimés et autres éléments sensibles à la chaleur?

6) Le diviseur de tension et les autres composants Multi - conducteurs sont - ils correctement positionnés?

7) la disposition et l'orientation des composants sont - elles faciles à vérifier?

8) élimine - t - elle toutes les interférences possibles avec la carte de circuit imprimé et l'ensemble de l'assemblage de la carte de circuit imprimé?

9) la taille du trou de positionnement est - elle correcte?

10) les tolérances sont - elles complètes et raisonnables?

11) Avez - vous contrôlé et signé les propriétés physiques de tous les revêtements?

12) Le rapport des diamètres des trous et des fils est - il dans des limites acceptables?

Facteurs de conception mécanique PCB:

Bien que la carte de circuit imprimé utilise des moyens mécaniques pour supporter les composants, elle ne peut pas être utilisée comme partie structurelle de l'ensemble de l'appareil. Sur le bord de la plaque d'impression, il y a une certaine quantité de soutien au moins tous les 5 pouces. Les facteurs à prendre en compte lors du choix et de la conception des cartes de circuits imprimés sont les suivants;

1) la taille structurelle et la forme de la carte de circuit imprimé.

2) le type d'accessoires mécaniques et de bouchons (sièges) requis.

3) Adaptabilité du circuit à d'autres circuits et conditions environnementales.

4) en fonction de certains facteurs tels que la chaleur et la poussière, envisagez d'installer la carte de circuit imprimé verticalement ou horizontalement.

5) Certains facteurs environnementaux nécessitant une attention particulière, tels que la dissipation de chaleur, la ventilation, les chocs, les vibrations et l'humidité. Poussière, brouillard salin et rayonnement.

6) Le degré de soutien.

7) conserver et réparer.

8) facile à décoller.

Exigences d'installation de carte de circuit imprimé PCB:

Il doit être supporté à au moins 1 pouce des trois bords de la carte de circuit imprimé. Selon l'expérience pratique, la distance entre les points d'appui d'une carte de circuit imprimé d'une épaisseur de 0031 à 0062 pouces doit être d'au moins 4 pouces; Pour les circuits imprimés d'une épaisseur supérieure à 0093 pouce, la distance entre les points d'appui doit être d'au moins 5 pouces. L'adoption d'une telle mesure permet d'améliorer la rigidité de la carte de circuit imprimé et de perturber les résonances qui peuvent survenir sur la carte de circuit imprimé.

Certaines cartes de circuits imprimés doivent généralement tenir compte des facteurs suivants avant de décider quelle technique de montage utiliser.

1) la taille et la forme de la carte de circuit imprimé.

2) Le nombre de bornes d'entrée et de sortie.

3) espace disponible pour l'équipement.

4) voulez charger et décharger facilement.

5) type d'accessoire.

6) dissipation de chaleur requise.

7) Blindage requis.

8) les types de circuits et leurs relations avec les autres circuits.

Exigences de numérotation pour les cartes de circuits imprimés:

1) la zone de la carte de circuit imprimé qui ne nécessite pas de composants d'installation.

2) effet de l'outil d'insertion sur la distance d'installation entre les deux cartes de circuit imprimé.

3) spécialement préparé pour installer des trous et des fentes dans la conception de la carte de circuit imprimé.

4) lors de l'utilisation de l'outil enfichable dans l'appareil, il faut tenir compte en particulier de sa taille.

5) nécessite un dispositif enfichable qui est généralement fixé de manière permanente à l'assemblage de la carte de circuit imprimé avec des rivets.

6) dans le cadre de montage de la carte de circuit imprimé, une conception spéciale est requise, telle que la bride porteuse.

7) l'adaptabilité de l'outil d'insertion utilisé et la taille, la forme et l'épaisseur de la carte de circuit imprimé.

8) Les coûts liés à l'utilisation de l'instrument d'insertion comprennent le prix de l'instrument et l'augmentation des dépenses.

9) pour la fixation et l'utilisation de l'outil enfichable, un certain accès à l'intérieur de l'appareil est nécessaire.

Note mécanique PCB:

Les propriétés des substrats qui ont une influence importante sur les composants de circuits imprimés comprennent: l'absorption d'eau, le coefficient de dilatation thermique, la résistance à la chaleur, la résistance à la flexion, la résistance aux chocs, la résistance à la traction, la résistance au cisaillement et la dureté.

Toutes ces caractéristiques affectent non seulement le fonctionnement de la structure du circuit imprimé, mais également la productivité de la structure du circuit imprimé.

Pour la plupart des applications, le substrat diélectrique d'une carte de circuit imprimé est l'un des substrats suivants:

1) papier imprégné phénolique.

2) polyester acrylique imprégné de tampons de verre disposés au hasard.

3) papier imprégné de résine époxy.

4) tissu de verre imprégné de résine époxy.

Chaque substrat peut être ignifuge ou combustible. 1, 2, 3 ci - dessus peuvent être emboutis. Le matériau le plus couramment utilisé pour les circuits imprimés à trous métallisés est le tissu de verre époxy. Sa stabilité dimensionnelle convient aux circuits haute densité et minimise l'apparition de fissures dans les trous métallisés.

Un inconvénient des stratifiés de tissu de verre époxy est la difficulté d'estampage dans les épaisseurs habituelles des cartes de circuit imprimé. Pour cette raison, tous les trous sont généralement percés, copiés et fraisés pour former la forme d'une carte de circuit imprimé.

Considérations électriques PCB:

Les caractéristiques électriques les plus importantes d'un substrat isolant dans une application en courant continu ou en courant alternatif basse fréquence sont: résistance d'isolation, résistance à l'isolation, résistance de la ligne imprimée et résistance au claquage.

Dans les applications haute fréquence et micro - ondes, ce sont: la constante diélectrique, la capacité et le facteur de dissipation.

Dans toutes les applications, la capacité de transport du fil imprimé est importante.

Modèle de fil:

Câblage et positionnement PCB

Sous réserve des règles de câblage spécifiées, le fil imprimé doit suivre le trajet le plus court entre les composants. Limiter autant que possible le couplage entre fils parallèles. Une bonne conception nécessite un nombre minimum de couches de câblage, ainsi que le fil le plus large et la plus grande taille de Plot correspondant à la densité de boîtier requise. Étant donné que les coins arrondis et les coins intérieurs lisses peuvent éviter certains problèmes électriques et mécaniques qui peuvent survenir, les angles pointus et aigus dans les fils électriques doivent être évités.

Largeur et épaisseur du PCB:

Capacité de transport de courant des fils de cuivre gravés sur une carte de circuit imprimé rigide. Pour les fils de 1 et 2 onces, une réduction de 10% de la valeur nominale (en galvanomètre de charge) est permise, compte tenu de la méthode de gravure et des variations normales de l'épaisseur de la Feuille de cuivre et de la différence de température; Pour les assemblages de circuits imprimés revêtus d'une couche de protection. Pour les pièces (épaisseur de substrat inférieure à 0032 pouces et épaisseur de feuille de cuivre supérieure à 3 onces), réduction de 15% des composants; Ils permettent une réduction de 30% pour les circuits imprimés déjà trempés dans la soudure.

Espacement des lignes PCB:

L'espacement minimum des fils doit être déterminé pour éliminer les coupures de tension ou les Arcs électriques entre les fils adjacents. L'espacement est variable et dépend principalement des facteurs suivants:

1) tension de crête entre les conducteurs adjacents.

2) pression atmosphérique (hauteur maximale de travail).

3) revêtement utilisé.

4) Paramètres de couplage capacitif.

La composante d'impédance critique, ou composante haute fréquence, est généralement placée très près pour réduire le retard de l'ordre critique. Le transformateur et l'élément inductif doivent être isolés pour éviter le couplage; Les lignes de signal inductif doivent être disposées orthogonalement à angle droit; Les composants produisant un bruit électrique dû au mouvement du champ magnétique doivent être isolés ou montés rigidement pour éviter des vibrations excessives.

Vérification du motif de ligne PCB:

1) le fil est - il court et droit sans sacrifier la fonction?

2) Avez - vous respecté les limites de largeur de fil?

3) entre les fils, entre les fils et les trous de montage, entre les fils et les Plots... Y a - t - il un espacement minimum des lignes qui doit être garanti?

4) Avez - vous évité tous les fils parallèles relativement proches (y compris les conducteurs de composants)?

5) les angles aigus (90 ° C ou moins) sont - ils évités dans le motif de fil?

PCB Design Project check liste des projets:

1) vérifier la plausibilité et l'exactitude du schéma;

2) vérifier l'exactitude de l'emballage des composants schématiques;

3) La distance entre les courants forts et faibles, la distance entre les zones isolées;

4) vérifiez le schéma et le schéma PCB en conséquence pour éviter la perte de la table réseau;

5) Si l'emballage du composant correspond à l'objet physique;

6) est - ce que l'emplacement des composants est approprié:

7) Si les composants sont faciles à installer et à enlever;

8) Si l'élément sensible à la température est trop proche de l'élément chauffant;

9) Si la distance et l'orientation des éléments d'inductance mutuelle sont appropriées;

10) Si le placement entre les connecteurs est lisse;

11) facile à brancher;

12) entrée et sortie;

13) Électricité forte et faible;

14) Si le numérique et l'analogique sont entrelacés;

15) disposition des éléments côté contre - vent et côté sous - vent;

16) Si l'ensemble directionnel a été retourné par erreur au lieu de tourner;

17) Si les trous de montage des broches de l'assemblage sont appropriés et faciles à insérer;

18) vérifiez si les broches vides de chaque composant sont normales et si elles sont manquantes;

19) Vérifiez que les couches supérieures et inférieures de la même grille ne sont pas percées et que les Plots sont connectés par des trous pour éviter les déconnexions et assurer l'intégrité du circuit;

20) Vérifiez que le placement des mots ci - dessus et ci - dessous est correct et raisonnable, ne couvrez pas les pièces sur les mots pour faciliter le travail du personnel de soudage ou de réparation;

21) Les connexions très importantes des couches supérieures et inférieures ne doivent pas être connectées uniquement avec les Plots des composants en ligne, il est préférable d'utiliser des trous;

22) la disposition des lignes d'alimentation et de signalisation à l'intérieur de la prise doit garantir l'intégrité et l'anti - brouillage du signal;

23) faites attention à la proportion de Plots et de trous de soudure;

24) La fiche doit être placée sur le bord de la carte PCB autant que possible et facile à utiliser;

25) Vérifiez que les étiquettes des composants correspondent aux composants, qui doivent être placés dans la même direction autant que possible et bien placés;

26) sous réserve des règles de conception, le cordon d'alimentation et le fil de terre doivent être aussi épais que possible;

27) Normalement, la couche supérieure adopte une ligne horizontale et la couche inférieure adopte une ligne verticale avec un Chanfrein d'au moins 90 degrés;

28) Si la taille et la distribution des trous de montage sur la carte de circuit imprimé sont appropriées pour minimiser les contraintes de flexion de la carte de circuit imprimé;

29) faites attention à la distribution en hauteur des composants sur le PCB et à la forme et aux dimensions du PCB pour assurer un assemblage facile.