PCB Tecnico - Il corretto disegno schematico del circuito porterà anche al PCB

Eliminare i difetti di progettazione PCB o un problema comune riscontrato dalle fabbriche di PCB nella produzione di PCB. Questi problemi sono troppo vicini, portando a ponti di saldatura. Questi ponti possono apparire sotto la struttura, il che lo rende difficile da trovare. Le articolazioni di saldatura scadenti sono un altro mal di testa causato da connessioni scarse o inesistenti tra rame e componenti. Entrambi questi problemi richiedono un'attenta ispezione e test di continuità per scoprire. Mantenere una treccia dissaldante sufficiente e rimuovere la saldatura in eccesso dai perni in spazi particolarmente ristretti.

Alcuni circuiti sono più sensibili alla progettazione PCB rispetto ad altri. Lunghe tracce influenzate da alti livelli di corrente o segnali ad alta velocità sono più sensibili ai giunti di saldatura imperfetti. I componenti possono anche essere la causa principale del problema. Anche le parti nuove possono essere difettose. Se utilizzato per troppo tempo, il calore generato dalla saldatura può danneggiare i componenti. I componenti per montaggio superficiale devono essere ben allineati e l'attenzione dovrebbe essere prestata ai componenti con pad di trasferimento termico nella parte inferiore dei componenti. Questi pad di solito devono essere collegati elettricamente, e se non è consentito sufficiente spazio o l'allineamento è troppo lontano, le tracce possono essere colmate.

I PCB fatti a mano sono più difficili da saldare correttamente e possono avere tracce sottili e perdite, che possono portare a connessioni inadeguate. I circuiti stampati e i pannelli saldati realizzati professionalmente facilitano l'assemblaggio e non c'è possibilità di saldare ponti o giunti difettosi. Ci sono alcuni software liberi e aziende che possono facilmente trovare circuiti stampati ad un costo ragionevole utilizzando la ricerca di Google. Uso expresspcb e sono molto soddisfatto.

Molti circuiti stampati sono stati fatti a mano e molti circuiti stampati professionali sono stati progettati. Se è semplice, fai quasi sempre piccoli errori sulla lavagna. Nella maggior parte dei casi, può essere cambiato con un coltello preciso per farlo funzionare con gli altri, che richiede modifiche importanti per risolvere. La maggior parte dei progetti PCB hanno avuto successo e non hanno cambiato la seconda iterazione, ma quasi ogni scheda che ho creato ha trovato ciò che volevo regolare. Il ruolo di un circuito integrato importante dovrebbe essere diverso da quanto indicato nella scheda tecnica. L'uscita di uno dei regolatori di tensione fissi è superiore al previsto e aziona solo un componente che non può sopportare tensioni più elevate. Dopo aver cambiato il circuito per risolvere questo problema, ho trovato un altro miglioramento per migliorare le prestazioni e ridurre il numero di parti. Questo libera spazio sul circuito stampato. Ho sostituito alcuni connettori con connettori più adatti.

La scheda è di circa 4" x 3" e contiene più di 100 componenti. A causa delle piccole parti e della piccola distanza, la saldatura manuale richiede diverse ore. La mia strategia è quella di installare prima i componenti di base per mantenere il circuito funzionante al minimo in modo che tutti gli altri componenti possano essere testati prima di saldarli.

Uno dei chip necessari è un pacchetto sovradimensionato a 34 pin con passo stretto del perno e dissipatore di calore inferiore. Questo è il primo componente che ho usato. Prima di entrare negli altri componenti, controllerò la continuità dell'espansione. Ci vogliono almeno 5 minuti per ottenere la posizione esatta del chip. Poiché l'errore è molto piccolo, tengo il tempo di saldatura al minimo per assicurarmi che non cucinerò le patatine. Anche se ci sono molti piccoli componenti che possono essere installati, la distanza tra i pin sul chip è molto vicina e una volta installato sul posto, il resto non è così difficile.

Sebbene questo circuito speciale sia più denso di un design tipico, di solito è necessario installare componenti chiave e condurre un test di continuità nella progettazione e quindi trasferire ad altri componenti PCB. A volte rinuncio al montaggio perfetto del chip invece di saldare ponti.

Problemi relativi al layout della prima esecuzione/prototipo:

Errore di layout - mancanza di tracciamento, mancanza di vias,

Problemi di layout: troppe tracce, basso rumore, dimensioni del pad errate o contorno del pacchetto errato

Problemi di layout-errori di assemblaggio, come posizionamento di montaggio meccanico e funzioni di montaggio/produzione successiva dopo la verifica del progetto PCB. Il PCB non è fabbricato correttamente e i componenti come il cambiamento di materiale e strato sono in ritardo. Parte sbagliata/posizione sbagliata. Piombo piegato/giunto di saldatura a freddo/senza saldatura/maschera di saldatura

Progettazione di circuiti di bordo dei componenti più difettosi/fuori tolleranza/non contrassegnati.

È fantastico far funzionare il PCB, ma quando lo metti in produzione, ci saranno migliaia di cambiamenti di temperatura e pressione, tempo e valori dei componenti, come puoi immaginare.

1) Guasto del giunto di saldatura

a) Giunto freddo, saldatura di giuntura scadente.

b) Il disegno della guarnizione è errato. Ciò significa che il chip e il pad non sono allineati correttamente

2) La dimensione di tracciamento è oltre la capacità del produttore. Scarsa incisione della pista potrebbe non completare il circuito, o interconnessioni molto piccole causeranno un'elevata resistenza sulla pista.

3) La connessione da un livello all'altro non è riuscita. Questo accade quando il foro passante è a volte troppo piccolo

4) Circuito di messa a terra. Quando la piastra di terra o il collegamento a terra sono progettati per consentire il flusso di corrente tra le connessioni a terra, può verificarsi un anello di terra. Queste correnti causano diverse tensioni "GND" da una posizione sul circuito stampato ad un'altra.

5) La distanza tra il condensatore di bypass e il componente specifico non è abbastanza vicina. Spostandosi troppo lontano dal chip/componente farà sì che il chip veda il suo ingresso di potenza e generi un grande rumore ad alta frequenza, con conseguente funzionamento instabile del chip.

6) Su piccole tracce, alta corrente brucerà le tracce ad alta temperatura.

7) Due binari adiacenti e una pista che trasporta segnali ad alta frequenza possono generare segnali sull'altra pista.