Základní pravidla rozvržení a zapojení komponentů

/0 Komentáře/v /přidal

Základní pravidla rozvržení a zapojení komponentů

There are some basic rules that should be followed when designing a layout. These include keeping the power and ground planes within the board, avoiding cross-netting, and placing the most critical components first. You should also try to place ICs and large processors inside the board. By following these rules, you should have no trouble designing and creating a circuit board.

Avoid crossing nets

When wiring components together, you must avoid crossing nets. If there are vias, make sure they are far enough apart to avoid cross-netting. Another way to avoid crossing nets is to place one IC’s positive pin ahead of the other IC’s negative pin. This way, you’ll avoid crossing nets on the PCB.

Place large processors and ICs inside your board

Microprocessors, ICs, and other large electronic components are the heart of most circuits. They are ubiquitous and can be found on nearly every circuit board. They can be simple devices with just a few transistors or complex devices with millions or even billions of transistors. There are many types of ICs available, including 8-bit microcontrollers, 64-bit microprocessors, and advanced packages.

Avoid placing vias on power and ground planes

Placing vias on power and ground planes creates voids, which can create hot spots in the circuit. For this reason, it is best to keep signal lines away from these planes. A general rule of thumb is to place vias 15 mils apart. In addition, when placing signal lines, ensure there are 1350 bends per via.

In a typical PCB power distribution system, power and ground planes are located on the outer layers. These layers are characterized by their low inductance and high capacitance. In high-speed digital systems, switching noise can result. To mitigate this, use thermal relief pads to make electrical connections.

Avoid placing vias on traces

When wiring components, it is important to avoid placing vias on traces. Vias are holes drilled in the board through which thin copper wires pass and are soldered on both sides. Ideally, vias should be placed at least one-eighth wavelength away from the traces. This practice will decrease the operating temperature of the IC and make the design more reliable.

Vias are very useful in moving signals from one layer to another. Unlike traces that run from layer to layer, they are also easy to identify if any design changes are needed. Vias are the jack-of-all-trades of a PCB layout, providing electrical connectivity between layers. Additionally, they serve as an effective tool in transferring heat from one side of the board to the other.

Why Active Components Are More Expensive Than Passive Components

/0 Komentáře/v /přidal

Why Active Components Are More Expensive Than Passive Components

Electronics are a central part of our modern world and are used in almost every industry. These devices depend on a variety of crucial components to function properly. However, active components are more expensive than passive ones. This article explores the difference between the two types of electronics components. You’ll learn why active components are more expensive and why passive ones are cheaper.

Tranzistory

There are two basic types of electronic components: active and passive. Active components are used to produce power, whereas passive components are used to store it. Both types are important in electronic devices, because they ensure that the electronic equipment works as expected. However, there are a few important differences between active and passive electronic components.

A transistor is an active component, and it is a semiconductor device that requires external power to function. The transistor can boost or reduce the current that flows in a circuit. A transistor can also change the direction in which electricity flows.

Induktory

Active components are those that produce current or voltage, while passive components do not. The difference between active and passive components is not just in their physical appearance; it also has to do with their function. An active component has a function to amplify power, while a passive one has no purpose.

Essentially, active components require an external source of energy to work. Passive components do not generate energy, but they do store energy and control current flow. An example of an active component would be a transistor, while a passive component would be a resistor.

Inductors filter out high-frequency signals

An inductor can be used in an electrical circuit to filter out high-frequency signals. It works by reducing the frequency of the signal to a frequency lower than the input frequency. Generally, engineers look for a ratio that goes down to 1/(2*x)1/2. They also want to know the corner frequency, which can be determined graphically. The x-axis displays the frequency, while the y-axis represents the gain.

One way to determine the inductor’s inductance is by measuring the voltage across the inductor. This will help you to determine the sensitivity of the inductor to a high-frequency signal. The inductance can also be measured by using the corner frequency. Keep in mind that the inductance is not an exact measurement, because the circuit is always subject to loss.

Transistors are amplifiers and switches

Transistors are electrical devices used to control signals. They are made up of two basic components: an emitter and a collector. The emitter part of a transistor is forward-biased, and the collector part is reverse-biased. When a transistor is operating in its active region, the collector side will show a slightly curved curve. The collector region is the most important part of a transistor since it is where the collector current is most stable.

Transistors can be classified as either p-type or n-type semiconductors. When used as switches, they function in a similar way to amplifiers. They can act as switches by changing the current passing through the base.

Inductors are non-reciprocal

Inductors are non-reciprocal if two or more of them are connected in parallel, and there is no mutual inductance between them. This means that the sum of their total inductances will be less than the sum of their individual inductances. This is the case for parallel inductors, where the coils are arranged in opposite directions.

Mutual inductance is another way to define reciprocity. An equivalent circuit is one in which the primary and secondary portions are of equal mutual inductance. In a reciprocal transformer, the second part does not lose energy during magnetic coupling, so it does not represent lumped energy.

Inductors do not require an external source of energy

Inductors store energy by changing their magnetic field strength in response to the amount of current that flows through them. The stronger the current, the stronger the magnetic field, and the more energy is stored. This property is unique to inductors compared to resistors, which generally dissipate energy in the form of heat. In addition, the amount of energy stored in an inductor depends on the amount of current flowing through it.

The main purpose of an inductor is to store energy. When electric current passes through an inductor, a magnetic field is induced in the conductor. In addition to this, the induced magnetic field opposes the rate of change in current or voltage. As a result, a steady DC current will pass through an inductor, which is symbolized by the letter L. This property makes inductors useful in large power applications where they cannot be replaced with a conventional electrical component.

Top 3 Causes and Countermeasures of Solder Paste Deficiency in PCB Design

/0 Komentáře/v /přidal

Top 3 Causes and Countermeasures of Solder Paste Deficiency in PCB Design

There are several causes and countermeasures for solder paste deficiency in a PCB design. These include cold solder joints, inaccurate placement, too much heat during soldering, and chemical leakage. Here are some of the most common causes and how to resolve them.

Cold solder joints

In order to avoid the formation of cold solder joints, PCB designers must design the PCB in such a way that all of the components are placed in similar orientations and have good component footprints. This helps to avoid problems with thermal imbalances and asymmetry in solder joints. Also, it is important to design PCBs in such a way that each component is positioned on a D-shaped pad. It is also important to avoid the use of tall components since they create cold zones in the PCB design. Moreover, components near the edge of the board are more likely to get hotter than those in the center.

A faulty solder joint can be a result of a variety of factors, including the lack of flux or a poorly bonded joint. A clean work area is essential for good solder joint quality. It is also important to re-tin the soldering tip to prevent oxidation.

Únik chemických látek

If you are a designer of PCBs, you may be interested in learning how to avoid chemical leakage. This problem is caused by solder balls, which appear as small spheres of solder that adhere to the surface of a PCB’s laminate, resist, or conductor. Due to the heat generated, the moisture near the through holes in a PCB can turn to steam and extrude the solder.

Solder bridging is another problem caused by a deficiency of solder paste. When solder cannot separate from a lead before solidifying, it forms a short circuit. While the shorts are often invisible, they can wreak havoc on a component. Several factors can cause this problem, including the number of pins on a PCB, the distance between them, and the reflow oven’s setting. In some cases, a change in materials can also cause solder bridging.

Too much heat during soldering

Solder paste can be prone to deformities when it reaches a certain temperature during soldering. Too much heat during soldering can result in solder balling and discrete deformities. Too much solder paste can also lead to too much flux outgassing. These factors can contribute to solder balling and deformities in PCB design.

Solder paste should never interact with moisture or humidity. The solder mask must be correctly positioned and the stencil bottom should be cleaned regularly. Another common PCB design error is known as the tombstone effect, or “Manhattan effect,” caused by force imbalances during soldering. The effect resembles the shape of a tombstone in a cemetery. However, it represents a defunct PCB design with an open circuit.

Cleaning the material properly after drilling

Solder paste deficiency is the result of a material being improperly cleaned after drilling. Solder wire should be at the correct temperature and ideally be completely wetted with the pads and pins. If the solder is not adequately wetted, it may lead to the formation of a solder bridge or other defects. The right amount of solder is necessary to wet the pads and pins evenly. If it is not, it can form a metal oxide layer on the bonded object. This can be fixed by cleaning the material well and by using the right soldering iron.

Insufficient solder can cause several problems with the circuit board. Inadequate solder can cause a sand hole, broken line, “blow hole” or “solder joint void.” Insufficient solder paste can also lead to the removal of tin from components. It’s essential to avoid such problems by following the PCB design process.

Preventive measures

Solder bridging occurs when solder gets into a space it shouldn’t. Solder bridging can be prevented by using larger component leads. When pads are too small, the solder has to wet a larger area and flow a smaller volume up the lead. This results in solder balls that form and cause shorts. It is important to place pads at optimal positions and use proper solder paste in the soldering process.

A lack of solder paste on the board can also cause component leads to be warmer than pads because component leads have less thermal mass and a higher flow of air around them. Increasing the soak time of solder paste will prevent this issue and equalize temperatures across the assembly. It also reduces the tendency for solder to flow towards warmer surfaces. Another prevention method is to optimize the stencil design to minimize the amount of solder paste on trouble areas. In addition to using a stencil, ensuring that the components are not damaged before placement can help reduce solder paste in problematic areas. Copper balancing can also be used to even out the heating and cooling of the PCB.

Čtyři hlavní metody galvanického pokovování desek plošných spojů

/0 Komentáře/v /přidal

Čtyři hlavní metody galvanického pokovování desek plošných spojů

Electroplating on a circuit board can be done in various ways. There are Thru-hole, Cleaning, and Electroless methods. Each method is used to cover different areas of the board. The methods differ slightly from one another, so it’s best to understand the differences in order to make a good decision.

Thru-hole plating

Thru-hole electroplating is a process for electroplating copper on circuit boards. This process involves a series of baths in which the boards are immersed in a chemical solution. This process aims to coat the entire board with copper. During the process, the boards are cleaned to remove all drilling residue, such as burrs and residual resin inside the holes. The fabricators use various chemical agents and abrasive processes to remove any contaminants.

Thru-hole electroplating involves a special low-viscosity ink that forms a highly adherent and conductive film on the inner walls of the hole. This process eliminates the need for multiple chemical treatments. It is an easy process because it only requires one application step followed by thermal curing. The resulting film covers the entire interior wall of the hole. Moreover, its low viscosity allows it to bond to even the most thermally polished holes.

As a result, it is vital to choose a reputable company that offers PCB fabrication. After all, a substandard board may disappoint customers and cost a company money. Besides, it is also necessary to have high-quality processing equipment in the board manufacturing process.

To start the process, you must cut a laminate slightly larger than the size of your board. Afterwards, you must drill the hole in the board with an exact drill bit. Do not use a larger drill bit, as it will destroy the copper in the hole. You can also use tungsten carbide drill bits to make a clean hole.

Electroless plating

Electroless plating is a process that is widely used in the production of printed circuit boards. The main purpose of electroless plating is to increase the copper layer’s thickness, which is usually one mil (25.4 um) or more. This method involves the use of special chemicals to increase the copper layer’s thickness throughout the printed circuit board.

The nickel that is applied in electroless plating acts as a barrier to prevent copper from reacting with other metals, including gold. It is deposited onto the copper surface using an oxidation-reduction reaction, and the result is a layer of electroless nickel that is between three and five microns thick.

Unlike the electroplating method, electroless plating is a fully automated process and does not require any external current supply. The process is autocatalytic and is performed by immersing the circuit board in a solution containing a source metal, a reducing agent, and a stabiliser. The resulting metallic ions attract one another and release energy through a process known as charge transfer. The process can be controlled using a number of parameters, each of which has a specific role to play on the outcome.

The electroless plating process has numerous benefits, including improved deposit quality, uniformity regardless of substrate geometry, and excellent corrosion, wear, and lubricity. Electroless plating also enhances the solderability and ductility of components, and has numerous applications in electronics.

Cleaning plating

Cleaning electroplating on circuit boards requires special care. The first step is to thoroughly wet the board. Then, use a hand brush to scrub the contaminated area. The second step is to rinse the board thoroughly, so that any remaining solvated flux flows off completely. In this way, the board will be thoroughly clean.

The next step involves removing the resist from the board. This step is essential to ensuring good electrical connection. A copper solvent is used to dissolve the resist on the board. Once the copper is exposed, it will conduct electricity. This process will remove the smear and ensure that the board is clean and ready to be plated.

Cleaning electroplating in circuit boards involves rinsing the board and using an acidic solution that contains ions of nickel and other transition metals. In addition, a reducing agent, such as dimethylamineborane, is used. Butyl Carbitol and other conventional cleaning agents are also used.

For the most precise cleaning, vapor degreasing can be used. The PCBs are immersed in a solvent and rinsed by its vapors. However, this procedure can be risky if the solvent is flammable. To avoid flammability, it is recommended to use nonflammable flux removers. You can also use cotton or foam swabs saturated with mild solvents. Most of these solvents are water-based.

Jak provádět ESD ochranu při montáži SMT

/0 Komentáře/v /přidal

Jak provádět ESD ochranu při montáži SMT

Elektrostatické poškození je hlavní příčinou selhání zařízení. Způsobuje přímé poruchy až u 10% elektronických zařízení. Může způsobit problémy v celém procesu montáže SMT. Naštěstí existují způsoby, jak se před tímto problémem chránit.

Statický ochranný materiál

Elektronické součástky je nutné chránit před elektrostatickým výbojem (ESD), který může vést k poškození a poruše. Statická elektřina může vzniknout kdykoli a kdekoli a často je způsobena třením. Je důležité chránit elektronická zařízení během procesu montáže SMT, aby si zachovala optimální výkon a spolehlivost. Statický ochranný materiál by se měl používat od začátku montážního procesu a měl by se používat i po jeho dokončení.

Při vzniku ESD hraje zásadní roli také relativní vlhkost výrobního prostředí, proto by měla být relativní vlhkost v továrně pečlivě kontrolována. Pokud není RH udržována správně, může to mít za následek velmi vysoké úrovně ESD. Doporučuje se také udržovat materiály s vysokou úrovní statické elektřiny mimo montážní linku. Abyste ochránili elektroniku před ESD, měli byste při montáži používat statické ochranné materiály.

Komponenty pro potlačení ESD

Aby nedošlo k poškození elektrostatickým výbojem při montáži SMT, měly by být součástky skladovány a přepravovány v sáčcích odolných proti elektrostatickému výboji. Pro takovou práci se důrazně doporučují profesionální montážní firmy.

Aby se zabránilo vzniku statické elektřiny, měli by montážní pracovníci nosit antistatický oděv. Měli by se také vyvarovat dotýkání se součástí ostrými předměty. Antistatický oděv může také fungovat jako uzemňovací obvod pro elektronická zařízení. Kromě vodivého oděvu by montážní pracovníci měli nosit ochranný oblek a obuv, aby snížili riziko vzniku statické elektřiny. Důležité je také minimalizovat používání izolačních materiálů.

Statická elektřina může vznikat kvůli kovovým součástem, které vedou elektrostatický náboj. Může být také způsobena indukcí nebo statickou elektřinou v těle. Její účinky mohou být škodlivé, zejména pro elektronické součástky.

Statická ochranná pěna

Elektrostatický výboj (ESD) může způsobit nákladné poškození elektroniky. Přestože existují způsoby, jak tomu zabránit, není možné ochránit každé zařízení před účinky ESD. Naštěstí jsou k dispozici antistatické pěny, známé také jako pěny proti elektrostatickému výboji, které chrání citlivé součástky.

Chcete-li minimalizovat rizika spojená s ESD, používejte ochranné obaly pro elektronické součástky. Ujistěte se, že obal má odpovídající povrchový a objemový odpor. Měl by také odolávat triboelektrickému náboji způsobenému pohybem během přepravy. Obvykle se elektrostaticky citlivé součástky dodávají v černé vodivé pěně nebo antistatickém sáčku. Antistatické sáčky obsahují částečně vodivý plast, který funguje jako Faradayova klec.

Statická elektřina je běžným problémem při montáži SMT. Je vedlejším produktem tření a může způsobit selhání součástek. Lidský pohyb vytváří statickou elektřinu, která může mít napětí od několika set voltů až po několik tisíc voltů. Toto poškození může mít vliv na elektronické součástky vzniklé při montáži SMT a může vést k jejich předčasnému selhání.

Sáčky ESD

Při práci s elektronikou je důležité používat při přepravě a skladování náchylných předmětů ochranné obaly proti elektrostatickému výboji. ESD ochrana pomáhá minimalizovat riziko úrazu elektrickým proudem a popálení a zároveň poskytuje ochranu při přepravě a skladování. Ochranný obal může také chránit součástky a komponenty v době, kdy se nepoužívají, například při přepravě do výroby a z výroby.

Při manipulaci s deskami plošných spojů je důležité dodržovat pokyny výrobce a řídit se jeho pokyny. Je to nezbytné, protože špatný plán ochrany proti ESD může vést k poškození elektronických součástek. Pokud si nejste jisti, jak správně zacházet se součástkami během procesu montáže, požádejte o pomoc odborníka.

Kombinace obou

Aby se zabránilo vzniku statické elektřiny při montáži SMT, je nutné elektroniku uzemnit. Uzemnění může být dvojího typu, měkké a tvrdé. Měkké uzemnění znamená připojení elektronických zařízení k nízkoimpedanční zemi, zatímco tvrdé uzemnění znamená připojení elektronických součástek k vysokoimpedanční zemi. Oba typy uzemnění mohou zabránit vzniku statické elektřiny a chránit elektronické součástky před poškozením.

ESD je hlavním zdrojem poškození v elektronickém průmyslu. ESD způsobuje snížení výkonu a dokonce i selhání součástek. Odhaduje se, že 8% až 33% všech poruch elektroniky je způsobeno ESD. Kontrola tohoto typu poškození může zvýšit efektivitu, kvalitu a zisky.

How Do We Distinguish the DC Resistance and Dynamic Resistance of a Semiconductor Diode?

/0 Komentáře/v /přidal

How Do We Distinguish the DC Resistance and Dynamic Resistance of a Semiconductor Diode?

In order to understand how the resistance of a semiconductor diode varies with current and voltage, we need to distinguish the two different types of resistance. The two types of resistance are static and dynamic. Dynamic resistance is much more variable than static resistance, so we must distinguish the two with care.

Zener impedance

The Zener impedance of semiconductor diode is a measure of the apparent resistance of a semiconductor diode. It is calculated by measuring the ripple in the input and the change in the source current. For example, if the source current changes from three to five milliamps to seven milliamps, the ripple in the output will be about three-half milliamps. The dynamic resistance of a zener diode is equal to 14 ohms.

The breakdown of the zener impedance of a semiconductor diode occurs when a reverse biased voltage is applied to it. At this voltage, the electric field in the depletion region is strong enough to pull electrons from the valence band. The free electrons then break the bond with their parent atom. This is what causes the flow of electric current through a diode.

When working with a buck circuit, the zener impedance of a semiconductor diode is an important parameter. It can affect the efficiency of a simple buck circuit. If it is too high, the diode may fail to work. If this happens, it is best to reduce the current.

The zener effect is most prominent when the voltage of a diode is below 5.5 volts. At higher voltages, the avalanche breakdown becomes the primary effect. The two phenomena have opposite thermal characteristics, but if the zener diode is nearer to six volts, it can perform very well.

Analýza úlohy vrstveného návrhu zásobníku při potlačování elektromagnetického rušení

/0 Komentáře/v /přidal

Analýza úlohy vrstveného návrhu zásobníku při potlačování elektromagnetického rušení

Layered stack design is the process of using a PCB with many layers to improve signal integrity and reduce EMI. A general purpose high-performance 6-layer board, for example, lays the first and sixth layers as ground and power layers. In between these two layers is a centered double microstrip signal line layer that provides excellent EMI suppression. However, this design has its disadvantages, including the fact that the trace layer is only two layers thick. The conventional six-layer board has short outer traces that can reduce EMI.

Impedance analysis tool

If you’re looking for a PCB design tool to minimize your PCB’s susceptibility to EMI, you’ve come to the right place. Impedance analysis software helps you determine the correct materials for your PCB and determine which configuration is most likely to suppress EMI. These tools also allow you to design your PCB’s layered stack in a way that minimizes the effects of EMI.

When it comes to PCB layered stack design, EMI is often a major concern for many manufacturers. To reduce this problem, you can use a PCB layered stack design with a three to six-mil separation between adjacent layers. This design technique can help you minimize common-mode EMI.

Arrangement of plane and signal layers

When designing a PCB, it is vital to consider the arrangement of plane and signal layers. This can help to minimize the effect of EMI. Generally, signal layers should be located adjacent to power and ground planes. This allows for better thermal management. The signal layer’s conductors can dissipate heat through active or passive cooling. Similarly, multiple planes and layers help to suppress EMI by minimizing the number of direct paths between signal layers and power and ground planes.

One of the most popular PCB layered stack designs is the six-layer PCB stackup. This design provides shielding for low-speed traces and is ideal for orthogonal or dual-band signal routing. Ideally, higher-speed analog or digital signals should be routed on the outer layers.

Impedance matching

PCB layered stack design can be a valuable tool in suppressing EMI. The layered structure offers good field containment and set of planes. The layered structure allows for low-impedance connections to GND directly, eliminating the need for vias. It also allows higher layer counts.

One of the most critical aspects of PCB design is impedance matching. Impedance matching allows the PCB traces to match the substrate material, thus keeping the signal strength within the required range. Signal integrity is increasingly important as switching speeds increase. This is one of the reasons why printed circuit boards can no longer be treated as point-to-point connections. Since the signals are moving along traces, the impedance can change significantly, reflecting the signal back to its source.

When designing PCB layered stacks, it is important to consider the inductance of the power supply. High copper resistance on the power supply increases the likelihood of differential mode EMI. By minimizing this problem, it is possible to design circuits that have fewer signal lines and shorter trace lengths.

Controlled impedance routing

In the design of electronic circuits, controlled impedance routing is an important consideration. Controlled impedance routing can be achieved by using a layered stack up strategy. In a layered stack up design, a single power plane is used to carry the supply current instead of multiple power planes. This design has several advantages. One of these is that it can help avoid EMI.

Controlled impedance routing is an important design element for suppressing EMI. Using planes separated by three to six mils can help contain magnetic and electric fields. Furthermore, this type of design can help lower common-mode EMI.

Protection of sensitive traces

Layered stack design is a critical element in suppressing EMI. A good board stack-up can achieve good field containment and provide a good set of planes. But, it must be designed carefully to avoid causing EMC problems.

Generally, a 3 to 6-mil separated plane can suppress high-end harmonics, low transients, and common-mode EMI. However, this approach is not suitable for suppressing EMI caused by low-frequency noises. A three to six-mil-spaced stack up can only suppress EMI if the plane spacing is equal to or greater than the trace width.

A high-performance general-purpose six-layer board design lays the first and sixth layers as the ground. The third and fourth layers take the power supply. In between, a centered double microstrip signal line layer is laid. This design provides excellent EMI suppression. However, the disadvantage of this design is that the trace layer is only two layers thick. Therefore, the conventional six-layer board is preferred.

3 tipy pro začátečníky v kreslení plošných spojů

/0 Komentáře/v /přidal

3 tipy pro začátečníky v kreslení plošných spojů

Pro začátečníky je důležité dodržovat při kreslení plošných spojů několik základních zásad. Patří mezi ně používání vícenásobných mřížek, udržování vzdálenosti součástek 50 metrů od sebe a používání stop pod úhlem 45 stupňů. Staří lidé kdysi říkali, že led se těžko prolamuje, ale lze ho prolomit vytrvalostí a houževnatostí.

Základní principy

Při tvorbě DPS je důležité znát základní principy kreslení DPS. Tyto zásady se týkají důležitých témat, jako je velikost a tvar desky plošných spojů. Zabývají se také otázkami, jako je umístění součástek a propojení. Velikost a tvar desky plošných spojů by měly odpovídat výrobnímu procesu, kterým bude procházet. Kromě toho je třeba vzít v úvahu referenční body, které budou nezbytné během výrobního procesu DPS, jako jsou otvory pro upevňovací prvky nebo křížové značky pro optické senzory. Je důležité zajistit, aby tyto body nezasahovaly do součástek.

Správné rozmístění komponent na desce by mělo vést k efektivnímu toku energie a dat. To znamená, že vodiče by měly být uspořádány co nejrovnoměrněji. Plocha pro vedení kabelů by měla být vzdálena alespoň jeden mm od okraje desky plošných spojů a kolem všech montážních otvorů. Signální vedení by měla být radiální a neměla by se objevovat jako zpětné smyčky.

Použití stop pod úhlem 45 stupňů

Pokud jste začátečníci v kreslení plošných spojů, měli byste se vyvarovat používání stop pod úhlem 45 stupňů. Tyto stopy mohou zabírat více místa než jiné úhly a nejsou ideální pro všechny aplikace. Úhly 45 stupňů jsou však v mnoha situacích velmi platným návrhovým postupem.

Jedním z hlavních důvodů pro používání úhlů 45 stupňů ve výkresech desek plošných spojů je bezpečnostní faktor. Protože jsou tyto stopy mnohem užší než standardní stopy, neměli byste dělat žádné ostré zatáčky. Je to proto, že výrobní proces desky leptá vnější roh desky užší. Jedním z jednoduchých řešení tohoto problému je použití dvou 45stupňových ohybů s krátkým ramenem mezi nimi. Na horní vrstvu desky pak můžete umístit text, aby bylo zřejmé, která vrstva je která.

Dalším důvodem pro použití stop pod úhlem 45 stupňů je menší vliv na šířku stop. Důvodem je to, že úhly 90 stupňů vedou k vyleptaným špičkám, které mohou způsobit zkraty. Použití stop s úhlem 45 stupňů snižuje nároky na směrování pro výrobce. Při použití stop s úhlem 45 stupňů lze bez problémů vyleptat veškerou měď na desce.

Použití mřížek snap

Použití přichycovacích mřížek pro začátečníky při kreslení DPS může být velmi užitečné. Umožňuje snadno upravit rozložení a udržuje komponenty úhledné a symetrické. Některé pokročilé softwary pro návrh DPS mají klávesové zkratky pro přepínání velikostí mřížek. Můžete také přepnout na orientaci shora dolů nebo "skrz desku", která vyžaduje zobrazení spodní vrstvy jako zrcadlového obrazu. Tento přístup by se měl používat pouze v krajním případě.

Začátečníci při kreslení DPS mohou nastavit výchozí velikost mřížky Snap Grid, která je obvykle 0,250″. Kromě toho mohou uživatelé změnit rozteč snap gridu na 0,25 palce. Pokud však plánujete připojovat stopy k součástkám, které mají neobvyklou rozteč vývodů, doporučujeme funkci snap grid vypnout.

Jak porozumět některým důležitým krokům při návrhu desek plošných spojů

/0 Komentáře/v /přidal

Jak porozumět některým důležitým krokům při návrhu desek plošných spojů

Pokud se zajímáte o návrh desky plošných spojů, musíte znát několik důležitých kroků. Mezi tyto kroky patří nápad, definice, validace a umístění součástek. Pochopení těchto kroků vám pomůže vytvořit co nejlepší návrh.

Nápady

Vytvoření efektivního návrhu desky plošných spojů začíná definováním účelu zařízení. Je nezbytné sladit rozměry a výškové omezení desky s určenými součástmi. Mezi další aspekty patří ESR součástek při vysokých frekvencích a teplotní stabilita. Kromě toho je nutné zvolit správnou šířku a rozteč stop. Nedodržení tohoto obecného pravidla může vést k explozi nákladů.

Proces návrhu desek plošných spojů začíná nápadem, definicí a ověřením. Tento krok je rozhodující a nastává před návrhem prototypu nebo realizací návrhu. Zdůrazňuje kreativitu konstruktéra a zajišťuje, že všechny hardwarové komponenty jsou sladěné a shodné. Umožňuje také vzájemnou spolupráci mezi jednotlivými členy týmu, což vede k synergii.

Definice

Návrh desky plošných spojů je složitý proces. Zahrnuje výběr správných materiálů pro základovou desku plošných spojů, volbu pravidla návrhu a výběr konečných rozměrů. DPS musí být také otestována, aby se zajistilo, že bude správně fungovat za zamýšlených provozních podmínek. Pokud není návrh proveden správně, může projekt skončit neúspěchem.

Prvním krokem při návrhu desek plošných spojů je vytvoření sady plánů. To se provádí pomocí počítačového softwaru. Plány slouží jako vzor pro návrh. Konstruktér může také použít kalkulačku šířky stopy k určení vnitřních a vnějších vrstev. Vodivé měděné stopy a obvody se vyznačí černým inkoustem. Stopy se v návrhu desky plošných spojů označují jako vrstvy. Existují dva typy vrstev, vnější a vnitřní.

Ověřování

Desky plošných spojů procházejí validačními procesy, aby se zajistilo, že jsou správně navrženy. Tyto testy se provádějí zkoumáním struktur desek. Tyto struktury zahrnují sondy a konektory a také standard Beatty pro materiálové parametry. Tyto testy se provádějí s cílem vyloučit případné konstrukční chyby, jako jsou například odrazy.

Desky s plošnými spoji jsou poté připraveny k výrobě. Postup závisí na použitém nástroji CAD a výrobním zařízení. Obvykle zahrnuje generování souborů Gerber, což jsou výkresy jednotlivých vrstev. K dispozici je několik nástrojů pro prohlížení a ověřování souborů Gerber, z nichž některé jsou zabudovány do nástrojů CAD, zatímco jiné jsou samostatné aplikace. Jedním z nich je například ViewMate, který je zdarma ke stažení a použití.

Proces validace zahrnuje také testování zařízení. Návrh se testuje na prototypu, aby se zajistilo, že splňuje očekávanou odezvu. Kromě toho zahrnuje analýzu obvodu, aby se zjistilo, zda je návrh stabilní. Výsledky tohoto testu určují, zda jsou nutné nějaké změny. Je třeba provést některé úpravy, aby se návrh zlepšil a zajistilo se, že splňuje specifikace zákazníka.

Umístění součástí

Umístění součástek na desky plošných spojů lze provést mnoha způsoby. Můžete je umístit nad nebo pod jinou součástku nebo můžete použít kombinaci těchto způsobů. Umístění lze zpřehlednit zarovnáním součástek výběrem možnosti Zarovnat nahoru nebo Zarovnat dolů. Součástky můžete na desce rovnoměrně rozmístit také tak, že je vyberete a kliknete na ně pravým tlačítkem myši. Součástky můžete také přesunout na horní nebo spodní stranu desky stisknutím klávesy L.

Při navrhování desek plošných spojů je rozhodující umístění součástek. V ideálním případě jsou součástky umístěny na horní straně desky. Pokud má však součástka nízký tepelný rozptyl, může být umístěna na spodní straně. Doporučuje se také seskupit podobné součástky a umístit je do rovnoměrné řady. Kromě toho byste také měli umístit oddělovací kondenzátory v těsné blízkosti aktivních součástek. Kromě toho byste měli umístit konektory podle požadavků na konstrukci.

Dielektrické průrazné napětí

Ať už navrhujete vlastní desku plošných spojů, nebo ji pořizujete od výrobce, měli byste znát několik kroků. Některé z těchto kroků zahrnují: testování elektrických součástek a rozvržení DPS z hlediska funkčnosti. To se provádí tak, že se deska podrobí souboru testů v souladu s normami IPC-9252. Dva z nejběžnějších testů jsou testy izolace a spojitosti obvodů. Těmito testy se zjišťuje, zda na desce nedochází k rozpojení nebo zkratům.

Po dokončení procesu návrhu je důležité zohlednit tepelnou roztažnost a tepelný odpor součástí. Tyto dvě oblasti jsou důležité, protože tepelná roztažnost komponent desky se zvyšuje, když se zahřívá. Tg komponent desky musí být dostatečně vysoká, aby nedošlo k poškození nebo deformaci komponent. Pokud je Tg příliš nízká, může způsobit předčasné selhání komponent.

Opatření proti rušení při návrhu desek plošných spojů

/0 Komentáře/v /přidal

Opatření proti rušení při návrhu desek plošných spojů

Pokud hledáte opatření proti rušení při návrhu desek plošných spojů, jste na správném místě. Tato opatření zahrnují stínění, uzemnění, přenosové vedení a dolnopropustné filtry. Tato opatření mohou pomoci zabránit elektromagnetickému rušení a šumu a také zlepšit výkon vašich elektronických výrobků.

Stínění

Stínění je důležitou součástí procesu návrhu desek plošných spojů. Zabraňuje elektromagnetickému rušení (EMI), které zasahuje do desky plošných spojů. EMI je způsobeno elektrickými signály, které mají často vyšší frekvenci než samotná deska plošných spojů. Kovové štíty nebo plechovky na desce plošných spojů pomáhají blokovat tento druh rušení. Stínění je důležitým aspektem návrhu desek plošných spojů bez ohledu na to, zda je deska určena pro analogové nebo digitální obvody.

Stínicí materiál se obvykle skládá z několika vrstev mědi. Tyto měděné vrstvy jsou navzájem spojeny prošitými průchodkami a stínicí vrstva je vložena mezi ně. Plná měděná vrstva nabízí vyšší stínění, zatímco křížově šrafované měděné vrstvy poskytují stínění bez omezení flexibility.

Stínicí materiály jsou často vyrobeny z mědi nebo cínu. Tyto kovy jsou užitečné pro stínění obvodů, protože je izolují od zbytku desky. Stínění může také změnit tloušťku pružného obvodu. V důsledku toho může snížit kapacitu ohybu. Stínicí materiály by měly být vybírány pečlivě, protože existují určité limity, jak pružná může být deska s plošnými spoji.

Uzemnění

Uzemnění při návrhu desek plošných spojů je důležité pro zachování integrity signálu a minimalizaci elektromagnetického rušení. Referenční zemnicí rovina poskytuje čistou zpětnou cestu pro signály a chrání vysokorychlostní obvody před EMI. Správné uzemnění desek plošných spojů může pomoci také u napájecích obvodů. Před zahájením návrhu obvodů plošných spojů je však třeba zvážit několik faktorů.

Nejprve oddělte analogové zemnicí body od napájecí roviny. Tím zabráníte napěťovým špičkám na napájecí rovině. Kromě toho rozmístěte oddělovací kondenzátory po celé desce. U digitálních součástek byste měli použít oddělovací kondenzátor stejné hodnoty jako napájecí rovina. Za druhé, vyhněte se rozmístění zemnicí roviny na více než jedné vrstvě, což by zvětšilo plochu smyčky.

Uzemňovací roviny by neměly být příliš blízko elektronických součástek. Elektromagnetická indukce (EMI) způsobuje spojení signálů, pokud jsou dvě stopy umístěny příliš blízko sebe. Tento jev je znám jako přeslech. Zemní roviny jsou navrženy tak, aby minimalizovaly přeslechy a omezily EMI.

Přenosová vedení

Přenosová vedení jsou pro návrh desek plošných spojů důležitá, protože mohou ovlivnit funkčnost desky. Mezi vlastnosti přenosového vedení patří charakteristická impedance a zpoždění šíření. Pokud tyto parametry nejsou kontrolovány, mohou způsobovat odrazy signálu a elektromagnetický šum. To sníží kvalitu signálu a může ohrozit integritu desky s plošnými spoji.

Přenosová vedení mohou mít různé tvary, včetně páskových a koplanárních vlnovodů. Každý typ přenosového vedení má charakteristickou impedanci, která je určena šířkou a tloušťkou vodivého pásku. Na rozdíl od jiných typů přenosových vedení nevyžadují proužková vedení jedinou zemní rovinu, protože jejich vodivý pásek může být vložen mezi dvě různé vrstvy.

Dalším typem přenosového vedení jsou mikropásky, které se obvykle používají na vnější vrstvě desky plošných spojů. Tyto typy stop mají vysokou charakteristickou impedanci, která se mění s frekvencí. Tento rozdíl v impedanci vede k odrazu signálu, který se šíří opačným směrem. Aby se tomuto jevu zabránilo, musí být impedance rovna výstupní impedanci zdroje.

Nízkofrekvenční filtry

Dolnopropustné filtry se používají k filtrování signálů, například rádiových vln, na nízkých frekvencích. Použití kondenzátorů jako dolnopropustných filtrů v návrhu desky plošných spojů může zlepšit výkon obvodu. Ne vždy je však možné použít materiál desek s plošnými spoji Rogers 4003 a ne vždy je na trhu k dispozici.

Ferity se běžně používají jako dolnopropustné filtry, ale tento materiál je při vystavení stejnosměrnému proudu náchylný k nasycení. Proto jej není vždy možné použít jako nízkoprůchodový prvek, pokud je impedance obvodu vyšší než impedance feritu.