Технология PCBA - О заземлении и напряжении при проектировании PCB

основные моменты:

· Understand ground and voltage routing across printed circuit board layout and design

• оптимальная практика внедрения электропитания и коллектора при проектировании PCB

Включить кабель питания в розетку в стене или включить выключатель света очень легко. Вы можете считать, что легко соединять компоненты на печатных платах с питанием или заземлять. честно говоря, план PCB был таким. на схемных схемах, не имеющих значения для целостности сигнала и источника, можно поместить отверстие в силовые или смежные пласты, а затем проигнорировать их.

Тем не менее, в соответствии с требованиями конструкции современной электронной продукции, управление распределительными сетями имеет много вещей, а не просто добавлять в дизайн некоторые отверстия. Вы должны рассмотреть влияние PDN на остальную часть платы, а также обеспечить, чтобы устройство могло пользоваться соответствующим питанием и заземленной сетью. Это требует некоторого опыта в заземлении платы и проводке напряжения, и мы предлагаем здесь некоторые полезные идеи.

заземление и соединение напряжения на печатных платах

Хотя современные компактные многослойные доски широко применяются в современных электронных оборудованиях, по - прежнему необходимы дешевые Двухслойные плиты. для оборудования, не требующего много схем (например, игрушки или другие простые потребительские товары), по - прежнему предпочтительна двухслойная плата, чтобы сократить время и стоимость изготовления. Однако в то же время производительность этих электронных устройств продолжает повышаться, что требует дополнительных усилий по проектированию сетей электропитания для платы.

при использовании необходимо иметь только два слоя, а уровень питания и уровень земли не имеют внутреннего слоя, поэтому вам необходимо установить электропитание. рекомендуется, чтобы в большинстве приложений конструкторы использовали как можно более низкую ширину траектории и по - прежнему могли производить ее по более низкой цене. как правило, в конечном итоге будет получено 6 миллионов сигналов и 20 миллионов мощности. Отметьте, что ширина линии электропитания прямо пропорциональна току. если электрический ток увеличивается, то ширина линии будет увеличена, и наоборот.

при монтаже проводов сигнальные и электрические провода должны быть установлены на верхнем этаже, а обратный путь должен быть оставлен на нижнем этаже. Проще всего сделать нижний слой плоскостью. Возможно, вам придется использовать нижний этаж для маршрутизации сигналов, но если вы хотите убедиться, что сигнал возвращается в ясный путь.

маршрутизация напряжения и сигналов требует тщательного планирования

использование заземления снизу также поможет вам решить проблемы шумов и целостности других сигналов, но также займёт много места. Поэтому очень важно тщательно спланировать электропроводки верхнего уровня, чтобы обеспечить равномерное распределение электропитания по всей схеме.

Если стежок SMT соединяется с электропитанием или заземлением крупногабаритного металла, то это может привести к тепловому дисбалансу между зажимами SMT и менее металлическими пятками. Такая несбалансированность может привести к ситуации, известной как "столкновение с надгробным памятником", в небольших фрагментах с двумя ногами. Это одно из тех мест, где припой на выводе протекает быстрее, чем другой, где деталь тянется и удаляется от другого.

При подключении отдельных стежков SMT к заземленной или электрической проводке предпочтительно использовать достаточно широкую ширину линии, чтобы удовлетворить потребность в токе и тем самым обеспечить теплоотдачу. Это поможет поддерживать тепловой баланс между двумя зажимами устройства.

Другая проблема с мелкодисперсными деталями - укладка штырей на большую площадь металла. Хотя это обеспечивает лучшие электрические характеристики, Он также служит большим радиатором, creating a large thermal imbalance with the other pin. Наилучшая практика удовлетворения требований электропроектирования и монтажа PCB - производство требуется соединение стека SMT с несколькими дорожками или "соединениями"."это обеспечивает теплоотвод, необходимый для сварки на выводе SMT.

Through hole pin:

проходной штырь обычно соединяется с источником питания и линией заземления так же, как и любая другая линия следа, которая должна быть соединена непосредственно со штырем. Если линия следа шире паяльной тарелки или есть металлическая заполняющая область (например, питание или соединительная пласта), то необходимо использовать термосварочный диск, как показано на рисунке ниже.

Эти радиаторы могут обеспечить достаточное количество металла для тока проводимости, но уменьшают теплоту, поглощаемую плоскостью металла из пяток. с помощью таких средств проектирования PCB, как Cadence Allegro, вы можете контролировать ширину полосы кабеля и расстояние между термокомпрессионными дисками, обеспечивая достаточно металла для удовлетворения спроса на паяльную тарелку.

радиатор со штифтом в плоской плоскости

сильные и слабые стороны питания и коллектора

для проектирования многослойных схем, возможно, потребуется создать стек специальных электропитаний и планировочных листов для соединения пластов. наибольшим Преимуществом использования самолета является то, что он обеспечивает простой способ подключения компонентов к питанию и земле, не требуя ширины линии и проводов, как на двух слоях. использование плоскости земли в проектировании может принести вам много других преимуществ, в том числе:

• обратный путь: сигнал будет доставлен из источника в пункт назначения, а затем в источник. Если нет четкого пути возвращения, то при висении они могут вызывать значительный шум, который может повлиять на другие схемы. горизонт обеспечит такой простой путь к возвращению.

• защита: залегание пластов поможет защитить чувствительные схемы от внешних электромагнитных помех (EMI) и предотвратить внутреннее воздействие EMI на другие устройства. Кроме того, при проектировании использование плоскости земли между активным слоем сигналов поможет уменьшить вероятность горизонтальной связи или помех между слоями.

· снижение шума: при переключении цифровых схем на режим, они производят шумовые импульсы через заземляющую схему, что может привести к ошибкам в других схемах. большая площадь залегающих пластов поможет уменьшить воздействие, поскольку их сопротивление ниже полного сопротивления за линией, проходящей через линию следов.

• теплоотдача: поверхность горизонта также обеспечивает хороший теплоотвод для движущихся тепловых компонентов. эти части с отверстиями соединяются с плоскостью земли, и теплота может равномерно распределяться на платы.

• с другой стороны, при использовании энергии и уровня земли необходимо учитывать ряд недостатков. Этот самолет увеличит количество этажей платы, что увеличит затраты на производство. различные участки цепи (например, цифровые и аналоговые) нуждаются в тщательном управлении ее заземлением, с тем чтобы шум одной цепи не оказывал негативного воздействия на другую. Кроме того, необходимо проявлять особую осторожность при использовании разделяемого самолета для размещения нескольких источников энергии или заземления сети. это особенно важно для направления сигналов в обратном направлении, поскольку разделительная поверхность может непреднамеренно разрушить или заблокировать путь, который должен был бы быть свободным.

Однако, all these problems are part of the Процесс проектирования PCB, расширенный дизайн PCB может решить эти проблемы умело.