obwody drukowane Kompletny przewodnik (2024)

Płyty obwodowe są wewnętrznymi ścieżkami elektrycznymi, które łączą ze sobą składniki obwodów wewnątrz urządzeń. Za każdym razem, gdy włączasz komputer lub sterownik na telefonie komórkowym, alarmie radiowym lub innych obowiązkach, składniku stereo lub dowolnym urządzeniu, naciskasz przycisk podłączony do obwody drukowane które znajdują się w obudowach takich gadżetów. Jeśli elektryczność może być uważana za przepływ krwi elektroniki, to płyty drukowane są linią życia wewnątrz urządzeń elektronicznych.

Biorąc pod uwagę wysokie zastosowanie technologiczne w większości społeczeństw dzisiaj, większość ludzi nie jest zainteresowana sposobem, w jaki projekt obwodu jest wbudowany w małe urządzenie, takie jak smartphone lub przenośny odtwarzacz MP3. Nowoczesna technologia nigdy nie byłaby możliwa bez płyt drukowanych.

Czym są płyty obwodowe?

W A obwody drukowane ( PCB ) jest urządzeniem elektromechanicznym, które ma na nim nadrukowane linie obwodowe. Istnieją jednostronne, dwustronne i wielowarstwowe płyty PCB z odpowiednio liczbą warstw miedzi. Najczęściej występującymi płytami drukowanymi o wysokiej gęstości są struktury wielowarstwowe. Są one pokryte przez otwory, które mostowią przewodniki w odniesieniu do warstw. W przypadku bardziej złożonych płyt drukowanych podłoże może być wyposażone w kondensatory, rezystory i inne komponenty. W większości twardych płytek PCB liczba warstw zazwyczaj jest oznaczona podłożem ze szkła epoksydowego FR-4.

PCB są używane w niemal wszystkich urządzeniach elektronicznych z wyjątkiem najprostszych produktów. Podczas gdy projektowanie PCB obejmuje wielkie obwody, zestaw PCB Produkcję można znormalizować. Ponieważ płyty PCB zawierają dyskretne zamontowane, przewodowe komponenty mające jedną część, produkcja płyt PCB jest łatwa, a zatem tania w produkcji na dużą skalę z niewielką lub żadną możliwością błędu, ponieważ możemy go znaleźć podczas porównywania go z innymi metodami okablowania, takimi jak punkt do punktu i wirowanie.

PCB oznacza oba nagie obwody drukowane a także obwody drukowane z zainstalowanymi komponentami. Tak więc, jeśli płyta wyposażona jest w złącza miedziane, ale nie zawiera wbudowanych komponentów, nazywa się ją drukowaną płytą okablowaną, chociaż termin ten został oczyszczony z leksykonu technologicznego. Inne i najczęściej używane terminy to obwody drukowane montaż i montaż obwodu drukowanego, który jest PCB z komponentami.

Obwody zintegrowane nie mogą być umieszczane blisko siebie.

Zaleca się utrzymywanie pomiędzy 0,3500 "a 0,5000" od jednego IC do drugiego na płycie, podczas gdy jeszcze więcej miejsca jest akceptowalne dla większego. Czasami możliwe routing pin połączenia może nie być zapewnione na wystarczającą ilość miejsca, jeśli układy integrowane są umieszczone w pobliżu, a to może wymagać nudnego przeprojektowania.

Pomaga wyrównać wszystkie części GUI aplikacji, aby przestrzegać standardowej orientacji.

Jak widać z powyższych krótkich opisów, dla producenta ułatwia to instalację, inspekcję i testowanie. Podobne komponenty powinny być w tej samej orientacji jak nawzajem, tak aby podczas lutowania niektóre konkretne komponenty nie były lutowane w ogóle ze względu na szorty stworzone w procesie i otwierają się również w płycie. Wszystkie układy zintegrowane niezależnie od ich wielkości lub liczby zewnętrznych końców zawsze muszą mieć szpil odniesienia. Dlatego projektanci muszą zagwarantować prawidłowe wyrównanie wszystkich układów IC, tak aby układ i bezpośrednio PCB Byłoby znacznie łatwiejsze do montażu. W związku z tym występuje mniej błędów pozycjonowania i zwiększona wydajność montażu. Ogólnie rzecz biorąc, zasadą jest lutowanie jednego typu komponentu do innego podobnego typu, to znaczy w tym samym kierunku dla wydajności z najmniejszym błędem nawet w przypadku komponentów biernych.

Grupowanie składników według funkcji

Inżynieria powinna być zgrupowana w sposób podobny pod względem funkcji. Na przykład urządzenia takie jak konwertery LDO i inne podobne produkty, które wytwarzają dużo ciepła i wysokich prądów, muszą być zgrupowane w jednym regionie zarządzania zasilaniem. W przypadku użycia sygnałów o wysokich częstotliwościach przełączania należy oddzielić ścieżkę sygnału przetwarzania analogowego i cyfrowego, a także część zasilania. Jednak obszary, które powodują zakłócenia elektromagnetyczne lub emanacje, muszą być chronione przed bardziej dumnymi sygnałami. Ułatwia również zarządzanie ścieżką zwrotną poprzez klasyfikację grup funkcjonalnych składników.

Musisz rozmyć ekspozycję jednego obszaru na inny.

Lepiej jest izolować cyfrowe, analogowe, RF i każdą sekcję, która ma komponenty zasilania w PCB Tak więc poprzez oddzielenie różnych domen funkcjonalnych, zjawisko crosstalk, które są niebezpieczne dla sygnału, jest wyeliminowane między połączonymi sygnałami informacyjnymi analogowymi i cyfrowymi. Niestety zarządzanie gęstością skrzyżowań zarówno analogowych, jak i cyfrowych śladów nie jest dość łatwe, a najprostszym sposobem na to jest ograniczenie niejednorodnych komponentów w różnych obszarach. Dla mas analogowych i cyfrowych oboje muszą przestrzegać tej samej zasady ze względu na jasność.

Komponenty nie powinny być narażone na ciepło.

MOSFET mają problemy z zarządzaniem cieplnym w zastosowaniach o wysokiej mocy, podobnie jak IGBT, PMIC i regulatory napięcia. Inne komponenty są zazwyczaj lepiej pozostawione w odległości od komponentów zasilania, nawet jeśli dodajesz więcej vias, aby zapewnić zwiększone rozpraszanie ciepła. To samo dotyczy innych urządzeń grzewczych, takich jak wzmacniacze mocy operacyjnej.

Stwórz solidne samoloty ziemskie.

Ponieważ zakłócenia powodują dalsze problemy z integralnością sygnału i zasilania, samoloty naziemne nie powinny być w ogóle zakłócane. W takim przypadku należy zwrócić uwagę na pozycjonowanie elementów w momencie przerwy, aby nie naruszyła zdolności do utrzymania jednorodności płaszczyzny ziemi.

Innym kryterium, które pomaga w osiągnięciu jednoznacznej definicji dróg powrotnych w celu zapobiegania ich utrudnieniu przez liczne możliwe drogi, jest brak dużej liczby płaszczyzn przewodzących o wysokiej gęstości, które mogą działać jako dróg powrotnych, w tym tak zwanego obszaru „no man’s land” między warstwami sygnału, dróg powrotnych nie powinny leżeć w tej strefie, oprócz tego nie powinny przechodzić przez nią pod kątem prostym i z wyjątkiem niektórych ograniczonych obszarów, które są niezbędne do użytku Kiedy sygnał sterujący został przeniesiony w dół BGA, a płaszczyzna ziemi została przeniesiona na warstwie pośredniej, zaleca się również umieszczenie

Jakie elementy umieścić blisko PCB peryferii

Złącza, zwłaszcza jeśli muszą być śrubowane, muszą być umieszczone na obwodzie obwody drukowane W rezultacie konstrukcja i instalacja płyt stają się łatwiejsze i nie ma szans, że kable wchodzą w kontakt z innymi elementami PCB .

Podobnie jak skoki dla palców mają pozostawić wystarczająco dużo miejsca na ślady.

Mniejsze PCB są wymagane w elektroniki dzisiaj bardziej niż kiedykolwiek z powodu obecnego trendu nowe trendy dostosowywania, zwłaszcza w urządzeniach elektronicznych przenośnych i przenośnych. Nie można powiedzieć, że wielkość obwodów jest skalowalna do nieskończoności, ale istnieje pewna wielkość, która jest najlepsza i jest to zasada, którą zawsze należy przestrzegać. Jeśli tak się stanie, staje się niemal niemożliwe, aby skierować wszystkie ślady. Dlatego też podczas umieszczania składników należy stworzyć odpowiedni odległość na PCB dla śladu miedzianego, gdzie jest potrzebny o wiele więcej wokół miejsca, gdzie umieszczone są wiele komponentów o dużej liczbie szpilek.

Zarządzanie termicznym

Ilość ciepła wytwarzanego podczas jego użytkowania należy wziąć pod uwagę podczas umieszczania jego komponentów. Centralna część obwody drukowane powinny pomieścić urządzenia wytwarzające ciepło, takie jak procesor, tak aby dyspersja ciepła była wokół płaszczyzny płyty. Należy jednak dbać, aby przepływ powietrza nie chłodził najgorętszych komponentów obwodów VLSI na drodze większych komponentów.