PCB Tecnico - Progettazione PCB dell'intero processo e considerazioni chiave

Progettazione PCB dell'intero processo e considerazioni chiave

Come ingegnere PCB professionista, è necessario prestare particolare attenzione alle seguenti questioni importanti durante l'esecuzione del layout PCB e il cablaggio dell'alimentazione elettrica di commutazione:

Elaborazione dopo l'accesso all'alimentazione elettrica: Dopo l'accesso all'alimentazione elettrica, viene prima purificato dai condensatori filtranti e poi consegnato all'apparecchiatura successiva da utilizzare. Questo perché l'allineamento PCB non è un canale conduttivo ideale, hanno una certa resistenza e induttanza di distribuzione. Se l'alimentazione viene presa prima dei condensatori del filtro, ciò si tradurrà in un componente di ripple più grande nell'alimentazione elettrica, che ridurrà l'effetto filtrante.

Dettagli di progettazione della linea: Nel design, dovrebbe essere il più ampio possibile piuttosto che linee sottili, evitare l'uso di smussi taglienti e curve ad angolo retto. Per la linea di terra, dovrebbe essere progettato il più ampio possibile e dare priorità all'uso di rame di grande area, che può migliorare significativamente l'effetto di messa a terra.

Principi di configurazione dei condensatori: I condensatori sono utilizzati principalmente per fornire il supporto capacitivo necessario per dispositivi di commutazione (ad esempio circuiti gate) o altri componenti che richiedono filtraggio/disaccoppiamento. Pertanto, durante il layout, è necessario assicurarsi che questi condensatori siano posizionati il più vicino possibile ai componenti che servono, al fine di evitare distanze eccessive che potrebbero portare a guasti del condensatore.

Quando si progetta il layout PCB di una scheda di alimentazione, in combinazione con le normative di sicurezza, è necessario prestare particolare attenzione ai seguenti punti chiave:

Per la sezione di ingresso di alimentazione CA, la distanza minima di sicurezza tra le due linee elettriche deve essere garantita non inferiore a 6 mm prima che il fusibile sia installato in posizione, mentre la distanza minima di sicurezza tra queste due linee elettriche e il guscio del telaio o la parte messa a terra del telaio deve essere mantenuta a più di 8 mm.

Il progetto di allineamento dopo l'installazione del fusibile deve essere attentamente progettato per garantire che la distanza minima di strisciamento tra il filo zero e il filo antincendio sia di 3 mm o più per prevenire cortocircuiti elettrici e rischi per la sicurezza.

Deve essere mantenuta una distanza minima di strisciamento di almeno 8 mm tra le aree ad alta tensione e quelle a bassa tensione. Se tale distanza è uguale o inferiore a 8 mm, tra le due aree deve essere previsto uno slot di sicurezza di 2 mm di larghezza per garantire ulteriormente l'isolamento elettrico e la sicurezza.

L'area ad alta tensione deve essere dotata di un segno visibile di avvertimento ad alta tensione sotto forma di simbolo triangolare contenente un punto esclamativo e stampato sul PCB mediante serigrafia. Inoltre, l'area ad alta tensione dovrebbe essere contrassegnata con un telaio serigrafato largo non meno di 3 mm per evidenziare le sue caratteristiche speciali e per ricordare agli operatori di prestare attenzione alla sicurezza.

Nel circuito del filtro del raddrizzatore ad alta tensione, la distanza minima di sicurezza tra i poli positivi e negativi non dovrebbe essere inferiore a 2 mm per evitare guasti elettrici o problemi di cortocircuito causati da una distanza troppo vicina.

Il processo di progettazione di commutazione PCB dell'alimentazione elettrica:

Progettazione schematica: in primo luogo, secondo i requisiti di progettazione, utilizzare software di progettazione elettronica professionale per disegnare lo schema schematico dell'alimentazione elettrica di commutazione. Questo è il punto di partenza dell'intero processo di progettazione, fornendo la base per le fasi successive.

Generazione di tabelle di rete: Una volta completata la progettazione dello schema, il software genererà automaticamente la tabella di rete corrispondente compilando e verificando se lo schema è corretto. La tabella di rete registra in dettaglio la relazione di connessione tra ogni componente del circuito, che è una base importante per il successivo layout PCB e cablaggio.

Impostazione del bordo fisico: Successivamente, è necessario impostare il bordo fisico del PCB nel software di progettazione (Keepout Layer), al fine di chiarire le dimensioni del fattore di forma del PCB e le limitazioni al contorno, per garantire che il layout e il cablaggio successivi non superino l'ambito di applicazione.

Importazione di componenti e rete: i componenti schematici e le relazioni di rete nell'ambiente di progettazione PCB per il layout successivo e il cablaggio pronto.

Layout dei componenti: Il layout dei componenti è un passo molto critico nella progettazione dei PCB. Un layout ragionevole può non solo migliorare la vita e la stabilità del prodotto, ma anche migliorare la compatibilità elettromagnetica. La struttura deve seguire i seguenti principi:

Ordine di posizionamento: in primo luogo posizionare i componenti che sono strettamente correlati alla struttura della posizione fissa, come prese di corrente, indicatori, interruttori, ecc., e utilizzare la funzione di bloccaggio del software per fissarli. Quindi posizionare componenti speciali e componenti di grandi dimensioni sulla linea, come componenti di generazione di calore, trasformatori, circuiti integrati, ecc. Infine posizionare i piccoli componenti.

Considerazioni sulla dissipazione del calore: Per i circuiti ad alta potenza, particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla dissipazione del calore. I componenti generatori di calore dovrebbero essere disposti a dispersione, evitare il posizionamento centralizzato e non vicino ad alta capacità, al fine di prevenire l'invecchiamento precoce dell'elettrolita.

Cablaggio: Dopo che il layout del componente è completato, inizia il lavoro di cablaggio. Il cablaggio deve considerare l'integrità del segnale, le dimensioni e la direzione della corrente e le interferenze elettromagnetiche e altri fattori.

Regolazione e perfezionamento: Dopo il completamento del cablaggio, è necessario regolare il testo, i singoli componenti, l'allineamento, ecc., e il trattamento del rame. La posa di rame viene solitamente utilizzata per riempire le aree vuote lasciate dopo il cablaggio, sia mediante la posa di fogli di rame per terra (GND) o per l'alimentazione (VCC) (ma attenzione al rischio di cortocircuito). Inoltre, per le linee di segnale con requisiti speciali, l'avvolgimento a terra può essere utilizzato per circondarle con due fili di terra per evitare interferenze.

Verifica e verifica: Infine, l'intera progettazione del PCB deve essere attentamente controllata e verificata per garantire che la relazione di rete sia coerente con lo schema schematico e che non ci siano omissioni o errori. Questo è un passo importante per garantire la qualità del design e la produzione regolare.

Dopo i passaggi di cui sopra, la progettazione PCB dell'alimentatore di commutazione è completata. L'accuratezza e la completezza del progetto devono essere riconfermate prima di sottoporlo al produttore di lastre.

Durante la sinergia tra progettazione PCB e progettazione del meccanismo, l'armonia tra i due deve essere garantita:

In risposta ai requisiti limite di altezza, la disposizione dei componenti deve essere attentamente pianificata per evitare interferenze nel processo di assemblaggio. Allo stesso tempo, il design della forma del PCB, la posizione e le dimensioni dei fori di posizionamento e dei fori di montaggio devono essere strettamente abbinati al design strutturale per garantire che la produzione e l'installazione del PCB siano fluide.

La selezione dei dispositivi deve tenere pienamente conto degli errori di struttura e di elaborazione per garantire che i dispositivi selezionati possano adattarsi alla precisione di elaborazione dei componenti strutturali. Nel layout PCB, il processo di assemblaggio dovrebbe essere ottimizzato per migliorare l'efficienza produttiva. I progettisti devono valutare se il design della forma della scheda è troppo complesso, può essere semplificato attraverso la progettazione (come la scheda multistrato o bifacciale sostituita da un singolo pannello) per ridurre i problemi nel processo di assemblaggio.

Ogni lato del PCB dovrebbe essere completato in un unico processo di assemblaggio per quanto possibile per ridurre l'uso della saldatura manuale e aumentare la produzione automatizzata. Ove possibile, i componenti delle cartucce dovrebbero essere sostituiti da componenti SMD per ridurre i costi di produzione e aumentare l'efficienza produttiva.

Il pacchetto dei componenti deve essere coerente con la cosa reale e il passo e le dimensioni dei pad devono soddisfare i requisiti di progettazione. I componenti dovrebbero essere distribuiti uniformemente, in particolare i dispositivi ad alta potenza dovrebbero essere dispersi per evitare lo stress di surriscaldamento locale del PCB, che influisce sull'affidabilità dei giunti di saldatura. Per i dispositivi ad alta potenza, particolare attenzione dovrebbe essere data anche alla progettazione termica.

Se le condizioni lo consentono, componenti simili dovrebbero essere disposti nella stessa direzione e i moduli con la stessa funzione dovrebbero essere disposti centralmente. I componenti dello stesso imballaggio devono essere collocati a distanze uguali per facilitare il posizionamento, la saldatura e la prova dei componenti. Infine, la serigrafia dovrebbe essere chiaramente leggibile, con chiare indicazioni di polarità e direzione, e garantire che non venga oscurata dai dispositivi dopo il completamento del montaggio.

Versione PCB (circuito stampato) della varietà di materiale, per i materiali comunemente utilizzati nel campo dell'alimentazione elettrica di commutazione:

Materiali di grado ignifugo: Nei materiali PCB, 94V-0 e 94V-2 sono materiali di grado ignifugo, di cui 94V-0 è il materiale ignifugo superiore in questa categoria.

Materiali organici: Questi materiali sono principalmente composti di materia organica, comunemente comprese resine fenoliche, resina epossidica rinforzata con fibra di vetro (indicata come scheda in fibra di vetro), Poliimide (poliimide) e BT / Epoxy (bismaleimide triazina / resina epossidica) e così via. Questi materiali sono ampiamente utilizzati nella produzione di PCB a causa delle loro buone proprietà elettriche e lavorabilità.

Materiali inorganici: A differenza dei materiali organici, i materiali inorganici sono principalmente composti da sostanze inorganiche come alluminio, rame invar-rame (uno speciale materiale in lega di rame strutturato a sandwich per applicazioni ad alta precisione e basso coefficiente di espansione) e ceramica. Questi materiali offrono vantaggi unici in aree specifiche come ad alta frequenza, alta temperatura o applicazioni ambientali speciali.

PCB in alluminio: I substrati in alluminio sono un tipo speciale di materiale PCB che utilizza l'alluminio come materiale base e gli strati del circuito sono strettamente legati alla base in alluminio mediante un processo speciale. Il substrato di alluminio non solo ha eccellenti prestazioni di dissipazione del calore, ma può anche ridurre efficacemente le dimensioni e il peso del PCB, quindi è ampiamente usato negli alimentatori di commutazione e in altri dispositivi elettronici che richiedono una dissipazione efficiente del calore.

Processo di riconoscimento dei materiali:

In primo luogo, eseguiamo test individuali sui campioni e rilasciamo €˜Sample Test Report €*. Per alcuni articoli che richiedono strumenti specializzati, possiamo fare riferimento ai risultati dei test forniti dal produttore. Per i semiconduttori in cristallo, le parti in plastica e i materiali da imballaggio di noti marchi stranieri, i test individuali possono essere esentati, ma i campioni di vari materiali devono essere testati per l'installazione e l'uso effettivo e i risultati saranno utilizzati come base importante per il giudizio finale.

Se si scopre che un singolo test fallisce o la conferma non soddisfa i requisiti, il reparto acquisti sarà invitato a fornire nuovamente il campione e la conferma.

Il design del PCB è un processo complesso e delicato, la scelta del materiale PCB adatto è anche un design dell'alimentazione elettrica di commutazione non può essere ignorato. Solo una comprensione completa del processo di progettazione, dei punti chiave e della selezione dei materiali e di altri aspetti della conoscenza, al fine di progettare un PCB di alimentazione switching di alta qualità e ad alte prestazioni, per il funzionamento stabile delle apparecchiature elettroniche per fornire una forte garanzia.