Rancangan Elektronik - Solusi masalah utama desain PCB

Rancangan PCB merujuk kepada produksi papan sirkuit pada biaya yang paling rendah dengan merancang lukisan prinsip dan bentangan sirkuit. Pada masa lalu, ini biasanya dilakukan dengan bantuan alat istimewa yang mahal, tetapi sekarang, dengan popularitas yang meningkat alat perisian prestasi tinggi bebas dan model desain, kelajuan desain penjana papan sirkuit telah sangat dipercepat.

Walaupun reka-reka teknik tahu bahawa rancangan reka yang sempurna adalah cara terbaik untuk menghindari masalah, ia masih sia-sia masa dan wang, dan pada masa yang sama menjaga gejala daripada penyebab akar. Contohnya, jika masalah ditemui semasa tahap ujian kompatibilitas elektromagnetik (EMC), ia akan menyebabkan banyak pelaburan biaya, dan bahkan perlu menyesuaikan dan membuat semula rancangan asal, yang akan mengambil beberapa bulan.

Bentangan adalah masalah pertama yang perancang perlu hadapi. Masalah ini bergantung pada sebahagian kandungan dalam lukisan, dan beberapa peranti perlu ditetapkan bersama berdasarkan pertimbangan logik. Namun, patut dikatakan bahawa komponen yang lebih sensitif kepada suhu, seperti sensor, patut dipasang secara terpisah dari komponen yang menghasilkan panas, termasuk penukar kuasa. Untuk desain dengan tetapan kuasa berbilang, penukar kuasa 12 volt dan 15 volt boleh ditetapkan dalam kedudukan berbeza pada papan sirkuit, kerana bunyi panas dan elektronik yang mereka hasilkan akan mempengaruhi kepercayaan dan prestasi komponen lain dan papan sirkuit.

Komponen di atas juga akan mempengaruhi prestasi elektromagnetik desain sirkuit. Ini tidak hanya penting untuk prestasi dan konsumsi tenaga papan sirkuit, tetapi juga mempunyai kesan besar pada ekonomi papan sirkuit. Oleh itu, semua peralatan papan sirkuit dijual di Eropah Semua mesti mendapatkan tanda CE untuk membuktikan bahawa ia tidak akan menyebabkan gangguan kepada sistem lain. Namun, ini biasanya hanya dalam terma bekalan kuasa, dan terdapat banyak peranti yang mengeluarkan bunyi, seperti penukar DC-DC, dan penukar data kelajuan tinggi. Kerana kekurangan dalam rancangan papan sirkuit, bunyi-bunyi ini boleh ditangkap oleh saluran dan radiasi sebagai antena kecil, yang menyebabkan bunyi dan frekuensi yang tidak normal.

Masalah gangguan elektromagnetik medan jauh (EMI) boleh diselesaikan dengan memasang penapis pada titik bunyi atau menggunakan shell logam untuk melindungi isyarat. Namun, perhatian yang cukup diberikan kepada peralatan yang boleh melepaskan gangguan elektromagnetik (EMI) di papan sirkuit, yang membenarkan papan sirkuit untuk memilih rumah yang lebih murah, dengan demikian mengurangkan dengan efektif biaya seluruh sistem.

Dalam proses desain papan sirkuit, gangguan elektromagnetik (EMI) adalah faktor yang perlu dianggap serius. Percakapan salib elektromagnetik boleh disambung dengan saluran, dengan itu mengganggu isyarat menjadi bunyi dan mempengaruhi prestasi umum papan sirkuit. Jika bunyi sambungan terlalu tinggi, isyarat mungkin telah ditutup sepenuhnya, jadi penyembah isyarat yang lebih mahal mesti dipasang untuk memulihkan semula normal. Namun, jika bentangan sirkuit isyarat boleh dianggap sepenuhnya pada permulaan desain papan sirkuit, masalah di atas boleh dihindari. Kerana rancangan papan sirkuit akan berbeza mengikut peralatan yang berbeza, tempat penggunaan yang berbeza, keperluan penyebaran panas yang berbeza, dan keadaan gangguan elektromagnetik (EMI) yang berbeza, templat rancangan akan berguna.

Kapacitans juga isu penting yang tidak boleh diabaikan dalam desain papan sirkuit, kerana kapasitas akan mempengaruhi kelajuan penyebaran isyarat dan meningkatkan konsumsi kuasa. Saluran akan disambung dengan baris di sebelahnya atau secara menegak melalui dua lapisan sirkuit, jadi secara tidak sengaja membentuk kondensator. Dengan mengurangi panjang garis selari, menambah kink ke salah satu garis untuk memotong sambungan, dll., masalah yang disebut di atas boleh relatif mudah diselesaikan. Namun, ini juga memerlukan reka-reka enjin untuk mempertimbangkan secara penuh prinsip reka-reka produksi untuk memastikan reka-reka mudah untuk dihasilkan, sambil mengelakkan mana-mana radiasi bunyi disebabkan oleh sudut bengkok yang terlalu besar sirkuit. Jarak antara garis juga mungkin terlalu dekat, yang akan menghasilkan gelung pendek antara garis, terutama pada bengkok garis. Dengan masa, logam "whiskers" akan muncul. Pengesanan peraturan desain biasanya boleh menunjukkan kawasan di mana risiko loop lebih tinggi dari normal.

Masalah ini sangat terkenal dalam rancangan pesawat tanah. Lapisan sirkuit logam boleh membentuk sambungan dengan semua baris di atas dan di bawahnya. Walaupun lapisan logam boleh mengendalikan bunyi secara efektif, lapisan logam juga menghasilkan kapasitasi terkait, yang mempengaruhi kelajuan berjalan baris dan meningkatkan konsumsi kuasa.

Sejauh rancangan papan sirkuit berbilang lapisan berkaitan, rancangan melalui lubang antara lapisan papan sirkuit berbeza mungkin isu yang paling kontroversi, kerana rancangan melalui lubang akan membawa banyak masalah kepada produksi papan sirkuit. Lubang melalui antara lapisan papan sirkuit akan mempengaruhi prestasi isyarat dan mengurangkan kepercayaan desain papan sirkuit, jadi perhatian penuh perlu diberikan.

penyelesaian:

Dalam proses desain PCB, banyak kaedah yang berbeza boleh diadopsi untuk menyelesaikan berbagai masalah. Di antara mereka, tidak hanya ada penyesuaian rancangan reka sendiri, seperti penyesuaian bentangan sirkuit untuk mengurangi bunyi; ada juga kaedah untuk bentangan papan sirkuit dicetak. Komponen reka boleh dipasang secara automatik melalui alat bentangan, tetapi jika bentangan automatik boleh disesuaikan secara manual, ia akan membantu memperbaiki kualiti reka papan sirkuit. Melalui tindakan ini, pengesan peraturan desain akan bergantung pada dokumen teknikal untuk memastikan desain papan sirkuit boleh memenuhi keperluan pembuat papan sirkuit.

Pemisahan lapisan papan sirkuit berbeza boleh mengurangkan kapasitasi yang berkaitan. Namun, ini akan meningkatkan bilangan lapisan papan sirkuit, dengan itu meningkatkan kos dan membawa lebih banyak masalah melalui lubang. Walaupun penggunaan sistem bekalan kuasa grid ortogonal dan rancangan sirkuit mendarat boleh meningkatkan saiz fizikal papan sirkuit, ia boleh secara efektif memainkan peran lapisan tanah dalam papan sirkuit dua lapisan dan mengurangkan kapasitas dan kompleksiti penghasilan papan sirkuit.

Banyak alat reka-reka PCB boleh membantu reka-reka untuk menyelesaikan banyak masalah pada permulaan reka-reka, tetapi reka-reka reka-reka masih perlu memahami penuh keperluan reka-reka papan sirkuit cetak (PCB). Contohnya, jika penyunting papan sirkuit cetak (PCB) perlu memahami bilangan lapisan papan sirkuit pada permulaan desain, contohnya papan sirkuit dua lapisan memerlukan lapisan tanah dan lapisan bekalan kuasa, terdiri dari dua lapisan independen. Teknologi bentangan komponen automatik sangat berguna dan boleh membantu desainer menghabiskan lebih banyak masa merancang kawasan bentangan peranti. Contohnya, jika peranti bekalan kuasa terlalu dekat dengan garis isyarat sensitif atau kawasan dengan suhu yang lebih tinggi, akan ada banyak masalah. Dengan cara yang sama, garis isyarat juga boleh dijalankan secara automatik sambil menghindari kebanyakan masalah. Namun, analisis dan operasi manual kawasan risiko-tinggi akan membantu meningkatkan kualiti papan sirkuit cetak (PCB), meningkatkan pendapatan dan mengurangkan kos keseluruhan.

Pengesanan peraturan desain juga adalah alat yang sangat kuat, yang boleh mengesan garis untuk memastikan jarak antara garis tidak terlalu dekat, sehingga menyebabkan gelung terlalu pendek. Namun, rancangan umum masih mempunyai nilai ekonomi yang tinggi. Alat perancangan perancangan rancangan juga boleh digunakan untuk mengesan dan menyesuaikan lapisan kuasa dan lapisan tanah untuk menghindari kawasan kapasitas terkait besar.

Alat di atas juga akan membantu Gerber dan Excellon, membantu mereka mencetak sirkuit dan papan sirkuit, serta menggali lubang, untuk menghasilkan produk desain akhir. Dengan cara ini, dokumentasi teknikal terhubung dengan penghasil papan sirkuit.

dalam kesimpulan:

Banyak isu perlu dianggap dalam proses desain PCB, dan alat desain PCB boleh menangani kebanyakan daripada mereka secara efektif. Dengan menerima petunjuk latihan terbaik tertentu, perancang teknik boleh mengurangi kos secara efektif, meningkatkan kepercayaan papan sirkuit, sementara memenuhi spesifikasi sistem, dan pengesahihan sistem deflection pada biaya yang lebih rendah, dengan itu mengelakkan lebih banyak masalah