Misure di interferenza nella progettazione di circuiti stampati

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Misure di interferenza nella progettazione di circuiti stampati

If you’re looking for interference measures in PCB circuit board design, you’ve come to the right place. These measures include shielding, grounding, transmission lines, and low-pass filters. These measures can help prevent EMI and noise, as well as improve the performance of your electronic products.

Shielding

Shielding is an important part of the PCB circuit board design process. It prevents EMI, or electromagnetic interference, from interfering with the circuit board. EMI is caused by electrical signals, which are often higher in frequency than the circuit board itself. Metal shields or cans on the circuit board help to block this kind of interference. Shielding is an important aspect of PCB design, regardless of whether the board is designed for analog circuitry or digital.

Typically, the shielding material is made up of several copper layers. These copper layers are connected to one another with stitched vias, and the shielding layer is sandwiched between them. A solid copper layer offers higher shielding, while cross-hatched copper layers provide shielding without compromising flexibility.

Shielding materials are often made of copper or tin. These metals are useful for shielding circuits, since they isolate them from the rest of the board. Shielding can also change the thickness of a flexible circuit. As a result, it can lower the bend capacity. Shielding materials should be chosen carefully, because there are certain limits to how flexible a circuit board can be.

Grounding

Grounding in PCB circuit board design is important to maintain signal integrity and minimize EMI. A reference ground plane provides a clean return path for signals and shields high-speed circuits from EMI. Proper PCB grounding can also help with power circuits. However, there are several factors to consider in PCB circuit design before you begin.

First, isolate analog ground points from the power plane. This can prevent voltage spikes on the power plane. In addition, distribute decoupling capacitors throughout the board. For digital components, you should use a decoupling capacitor of the same value as the power plane. Second, avoid distributing the ground plane on more than one layer, which will increase the loop area.

Ground planes should not be too close to the electronic components. Electromagnetic induction (EMI) causes signals to be coupled if two traces are placed too close together. This phenomenon is known as crosstalk. Ground planes are designed to minimize crosstalk and reduce EMI.

Transmission lines

Transmission lines are important to PCB circuit board design because they can affect the functionality of the board. A transmission line’s properties include characteristic impedance and propagation delay. When these parameters are not controlled, they may cause signal reflections and electromagnetic noise. This will reduce the signal quality and can compromise the integrity of the circuit board.

Transmission lines can be of different shapes, including striplines and coplanar waveguides. Each type of transmission line has a characteristic impedance, which is determined by the width and thickness of the conductive strip. Unlike other types of transmission lines, striplines don’t require a single ground plane, as their conductive strip may be embedded between two different layers.

Another type of transmission line is microstrips, which are typically used on the outermost layer of a PCB circuit board. These types of traces offer high characteristic impedance, which varies with frequency. This difference in impedance leads to reflection of the signal, which travels the opposite direction. In order to avoid this effect, the impedance must be equal to the output impedance of the source.

Low-pass filters

Low-pass filters are used to filter signals, such as radio waves, at low frequencies. Using capacitors as low-pass filters in a PCB circuit board design can improve the performance of a circuit. However, it is not always possible to use Rogers 4003 printed circuit board material, and it is not always available in the market.

Ferrites are commonly used as low-pass filters, but this material is susceptible to saturation when it is exposed to DC current. As such, it is not always possible to use it as a low-pass element if the circuit impedance is higher than the ferrite’s impedance.

How to Use PCB Layered Stackup to Control EMF Radiation

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How to Use PCB Layered Stackup to Control EMF Radiation

A PCB layered stackup is one of the best ways to reduce EMC and control EMF emissions. However, it is not without risks. The design of a PCB with two signal layers could result in an insufficient amount of board space for routing the signals, cutting up the PWR plane. It is therefore better to put the signal layers between two stacked conductive planes.

Using a 6-layer PCB stackup

A 6-layer PCB stackup is effective for decoupling high-speed signals and low-speed signals, and can also be used to improve power integrity. By placing a signal layer between the surface and the interior conductive layers, it can effectively suppress EMI.

The placement of the power supply and ground on the 2nd and fifth layers of the PCB stackup is a critical factor in controlling EMI radiation. This placement is advantageous because the power supply’s copper resistance is high, which can affect the control of common-mode EMI.

There are different configurations of 6-layer PCB stackups that are useful for different applications. A 6-layer PCB stackup should be designed for the appropriate application specifications. Then, it must be thoroughly tested to ensure its functionality. After this, the design will be turned into a blue print, which will guide the manufacturing process.

PCBs used to be single-layer boards with no vias and clock speeds in the hundred kHz range. These days, they can contain up to 50 layers, with components nestled between layers and on both sides. Signal speeds have increased to over 28 Gb/S. The benefits of solid-layer stackup are numerous. They can reduce radiation, improve crosstalk, and minimize impedance issues.

Using a core-laminated board

Using a core-laminated PCB is an excellent way to protect electronics from EMI radiation. This type of radiation is caused by fast-changing currents. These currents form loops and radiate noise when they change rapidly. In order to control the radiation, you should use a core-laminated board that has a low dielectric constant.

EMI is caused by a variety of sources. The most common is broadband EMI, which occurs over radio frequencies. It is produced by a number of sources, including circuits, power lines, and lamps. It can damage industrial equipment and reduce productivity.

A core-laminated board can include EMI reducing circuits. Each EMI reducing circuit comprises a resistor and a capacitor. It can also include a switching device. The control circuit unit controls each EMI reducing circuit by sending selection and control signals to the EMI-reducing circuits.

Impedance mismatching

PCB layered stackups are a great way to improve EMI control. They can help contain electrical and magnetic fields while minimizing common-mode EMI. The best stackup has solid power and ground planes on outer layers. Connecting components to these planes is faster and easier than routing power trees. But the trade-off is increased complexity and manufacturing costs. Multilayer PCBs are expensive, but the benefits may outweigh the trade-off. To get the best results, work with an experienced PCB supplier.

Designing a PCB layered stackup is an integral part of the signal integrity process. This process requires careful consideration of mechanical and electrical performance requirements. A PCB designer works closely with the fabricator to create the best possible PCB. Ultimately, the PCB layer stackup should be able to route all signals successfully, keep signal integrity rules intact, and provide adequate power and ground layers.

A PCB layered stack-up can help reduce EMI radiation and improve signal quality. It can also provide a decoupling power bus. While there is no one solution to all EMI issues, there are several good options for optimizing PCB layered stacks.

Trace separation

One of the best ways to control EMI radiation is to use layer stack up in PCB designs. This technique involves placing the ground plane and signal layers next to each other. This allows them to act as shields to the inner signal layers, which helps reduce common-mode radiation. Moreover, a layered stackup is much more efficient than a single-plane PCB when it comes to thermal management.

In addition to being effective in containing EMI radiation, a PCB layered stack design also helps improve component density. This is done by ensuring that the space around the components is larger. This can also reduce common-mode EMI.

To reduce EMI radiation, a PCB design should have four or more layers. A four-layer board will produce 15 dB less radiation than a two-layer board. It is important to place the signal layer close to the power plane. The use of good software for PCB design can aid in choosing the right materials and performing impedance calculations.

How to Solder the Chip Components

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How to Solder the Chip Components

Hand soldering

Hand soldering involves applying heat and pressure to the component to form a strong bond. Unlike wave or reflow soldering machines, hand soldering is done by an individual with soldering iron and a soldering station. Hand soldering can be performed on smaller components or for repair and rework.

To begin soldering, hold the soldering iron tip on the chip’s lead or contact point. Next, touch the tip of the solder wire to the lead. Then, heat the lead and solder until the solder flows. Ensure that the solder covers the entire lead or contact point. To prevent tombstoneing, don’t hold heat on one side of the chip for too long. Otherwise, the solder will reflow onto the opposite side.

The hand soldering process is generally the final step of prototype assembly. When using a Thermaltronics soldering tool, you can finish fine details on both through-hole and surface-mount components. When using hand soldering, it is best to use a temperature-controlled iron. Using a non-temperature-controlled iron will not produce reliable electrical joints.

Through-hole soldering

Through-hole soldering is a process that entails putting together a component with lead wires. Lead wires are inserted into the holes using a plier, which is held against the body of the component. It is important to apply gentle pressure on the leads as they are inserted into the through-holes. This process ensures that the leads of the chip components do not become overstretched. Excessive stretching may affect the placement of other components on the PCB. Additionally, it can affect the appearance of the entire through-hole soldering process.

Before soldering, it is important to clean the chip component’s surface. To clean a chip component, you can use a 3M Scotch-Brite Pad or sine grade steel wool. It is important to use the correct soldering flux as water-soluble flux can oxidize the PCB or through-hole component.

Lead-free soldering

Lead-free soldering is a process that uses lead-free solder and a higher-wattage soldering iron. To achieve optimal performance, soldering temperatures must be high enough to transfer enough heat to the chip component. The temperature required depends on the component’s volume, thermal mass, and board tolerances.

The first step to lead-free soldering is determining if the chip components are compatible with lead-free solder. The process is not without complications. Some chip components are coated with a tin-lead alloy for solderability. However, this type of coating violates environmental legislation. Fortunately, some chip manufacturers have found ways to use lead-free solder with tin-lead components. This is known as backward compatibility.

Another way to make chip components lead-free is to use nickel-lead. Nickel-lead has been used for years with tin-lead solder. Another option is Ni-Pd-Au solder. However, Ni-Pd-Au is not wettable in the same way as tin.

Flux in lead-free solder

Flux is a pre-processing agent used during the soldering process. Flux promotes metallurgical bonds between chip components, so the solder joints will not break or fluctuate in response to stress. It also removes oxidation from surfaces, which facilitates wetting, the process of solder flowing over the surface.

Flux residues can lead to corrosion and dendritic growth on PCB assemblies. After soldering chip components, the residues should be cleaned off with a good flux remover. For best results, angle the board while cleaning it so that excess solvent runs off the board. A lint-free wipe or a horsehair brush can be used to scrub the board gently.

Flux is an important component of lead-free solder. It cleans the metal surface to ensure a good metallurgical bond. Bad solder joints can lead to costly component failures. Luckily, flux is a chemical cleaning agent that can be applied before soldering, and during the process itself.

Cleaning excess solder

When soldering chip components, it’s often necessary to clean excess solder from them. But it can be difficult to remove the solder that has already been applied. Once it’s adhered to the component, the solder will have already been heated two or three times. Each reheat changes the physical composition of the metal. As a result, the solder becomes increasingly brittle. To avoid this, it’s best to remove the old solder and replace it with a new one.

Another option is to use a braid of solder to remove excess solder from the chip component. To do this, place a braid of solder over the component, hold the soldering iron against the braid, and wait for a few seconds. Afterwards, remove the solder braid.

SMD Vs THT Vs SMT

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SMD Vs THT Vs SMT

Quando si decide quale tipo di PCB utilizzare, è importante capire le differenze tra SMD e THT. Ogni tipo presenta vantaggi e svantaggi. L'SMT richiede attrezzature avanzate e uno stencil personalizzato, mentre il THT utilizza la saldatura a mano per attaccare i componenti. A causa di queste differenze, l'SMT è generalmente la scelta migliore per la produzione su larga scala e per le applicazioni ad alta velocità. Il THT, invece, è più adatto per progetti più piccoli e prototipi.

smd vs tht vs smt

In elettronica, la tecnologia di montaggio superficiale si riferisce al processo di montaggio dei componenti elettronici direttamente su un PCB. I suoi vantaggi includono la possibilità di produrre PCB più piccoli. Sostituisce la tradizionale tecnologia a fori passanti.

In genere, i componenti SM sono più piccoli delle loro controparti a foro passante e hanno terminali di contatto all'estremità del corpo del componente. Molti componenti sono disponibili in pacchetti SMD, tra cui condensatori, induttori e resistenze.

I dispositivi a montaggio superficiale sono generalmente meno costosi delle loro controparti a foro passante, ma richiedono una tecnologia di produzione e una progettazione più sofisticate. L'aumento dell'investimento di capitale è compensato da una maggiore produttività con una configurazione completamente automatizzata. I tempi di produzione più rapidi contribuiscono a renderli la scelta migliore per molti produttori.

Le principali differenze tra i componenti SMT e TH sono la stabilità meccanica e i requisiti di passo fine. Oltre a essere più economici, i componenti SMT sono più facili da assemblare in grandi quantità, soprattutto per i pezzi più piccoli. Utilizzando macchine Pick and Place e un forno di riflusso, i componenti SMT vengono assemblati ad alta velocità. Tuttavia, i componenti SMT richiedono una maggiore formazione e attrezzature costose per saldarli correttamente.

Il THT richiede una maggiore perforazione rispetto all'SMT, ma fornisce legami meccanici più forti. È adatto per applicazioni ad alta affidabilità, in cui i componenti sono esposti a maggiori sollecitazioni. Tuttavia, la foratura supplementare è uno svantaggio e aumenta il costo del circuito stampato.

Mentre l'SMT richiede una minore perforazione del PCB, l'assemblaggio a foro passante può essere molto più costoso. Tuttavia, può essere più efficiente. Inoltre, l'SMT può produrre PCB più piccoli con un minor numero di fori, con un conseguente risparmio economico. Inoltre, l'SMT utilizza macchine automatizzate per posizionare i componenti, il che lo rende più economico del THT.

La tecnologia a montaggio superficiale è un'alternativa economica alla tecnologia a foro passante, che richiede operatori altamente qualificati e attrezzature costose. Oltre al risparmio sui costi, i componenti a montaggio superficiale sono più affidabili di quelli a foro passante. La tecnologia a montaggio superficiale consente inoltre una maggiore densità di componenti per unità di superficie.

Tuttavia, i componenti SMT sono spesso più piccoli di quelli a foro passante. A causa delle loro dimensioni, spesso richiedono un ingrandimento per leggere le marcature. Questo li rende meno desiderabili per la prototipazione, la rilavorazione e la riparazione, ma è possibile riparare questi componenti con un saldatore. Tuttavia, questa operazione richiede una notevole abilità e non è sempre fattibile.

I dispositivi a montaggio superficiale sono disponibili in diverse forme e materiali. Sono classificati in diverse categorie. Alcuni sono passivi, come i condensatori e le resistenze. Altri sono attivi, come i diodi. Un dispositivo misto può combinare entrambi i tipi di dispositivi, come un circuito integrato.

La tecnologia a montaggio superficiale sta diventando il pilastro dell'industria dei PCB, ma è importante tenere presente che la tecnologia a fori passanti può essere migliore per alcune applicazioni. È più affidabile della tecnologia a montaggio superficiale e viene utilizzata per molte applicazioni militari. È anche più facile testare, prototipare e sostituire i componenti. Una breadboard con componenti a foro passante è ideale per la prototipazione.

6 regole di base per il layout dei circuiti stampati

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6 regole di base per il layout dei circuiti stampati

Il layout di un circuito stampato comporta la progettazione di un circuito a più strati. Alcune delle regole fondamentali della progettazione di PCB sono le seguenti: Evitare piani di massa multipli. Rendere i segnali dei circuiti analogici diretti e brevi. Evitare di utilizzare tre condensatori distinti su un singolo PCB. Potete leggere anche i nostri articoli sulla progettazione di PCB multistrato e su come progettare un PCB multistrato.

Progettazione di un PCB multistrato

Quando si progetta un PCB multistrato, ci sono alcuni aspetti importanti da considerare. Uno di questi è che le tracce di rame devono mantenere l'integrità del segnale e dell'alimentazione. In caso contrario, potrebbero influire sulla qualità della corrente. Per questo motivo è necessario utilizzare tracce a impedenza controllata. Queste tracce devono essere più spesse del normale per evitare il surriscaldamento.

Una volta chiarito ciò che si desidera, si può iniziare a progettare il PCB. Il primo passo nella progettazione di un PCB multistrato è la creazione di uno schema. Questo servirà come base per l'intero progetto. Si inizia aprendo la finestra dell'editor di schemi. È possibile aggiungere e ruotare i dettagli secondo le necessità. Assicuratevi che lo schema sia accurato.

Creazione di un singolo piano di massa

La creazione di un unico piano di massa sul layout di una scheda PCB contribuisce a ridurre la quantità di tensioni non uniformi su un circuito. A tal fine, è necessario creare vias o fori passanti per collegare il piano di massa ad altre parti della scheda. Inoltre, contribuisce a ridurre il rumore prodotto dalle variazioni della corrente di ritorno.

Quando si definisce un piano di massa su un PCB, è fondamentale assicurarsi che il piano di massa non sia coperto da anelli conduttivi, perché ciò può causare interferenze elettromagnetiche o addirittura loop di massa. Idealmente, il piano di massa dovrebbe essere posizionato sotto i componenti elettronici. Potrebbe essere necessario riorganizzare il posizionamento di alcune tracce e componenti per adattarli al piano di massa.

Mantenere i segnali dei circuiti analogici diretti e brevi

Quando si realizza il layout di una scheda per circuiti analogici, è importante che le tracce dei segnali analogici siano corte e dirette. Inoltre, i componenti analogici devono essere posizionati vicini l'uno all'altro, il che semplificherà il routing diretto. Anche la vicinanza dei componenti analogici rumorosi al centro della scheda contribuisce a ridurre il rumore.

Oltre a mantenere i segnali dei circuiti analogici diretti e corti, i progettisti devono anche evitare di ostruire i percorsi di ritorno. Gli split del piano, i vias, le fessure e i ritagli possono causare rumore quando il segnale analogico cerca il percorso più breve per tornare all'origine. Di conseguenza, il segnale può vagare vicino al piano di massa, generando un rumore significativo.

Evitare tre condensatori distinti

Quando si progetta il layout di una scheda, è meglio evitare di collocare tre condensatori distinti sui pin di alimentazione. Questa disposizione può causare più problemi di quanti ne risolva. Un modo per evitare tre condensatori distinti è quello di utilizzare tracce e riempimento del coffer. Quindi, posizionarli il più vicino possibile al pin del dispositivo.

Tuttavia, ciò non è sempre possibile, poiché la distanza tra le tracce non è sempre quella calcolata in fase di progettazione. Si tratta di un problema comune che può causare problemi durante il processo di assemblaggio. Quando si considera il posizionamento, bisogna ricordare che la collocazione di ogni componente è fondamentale per la sua funzionalità.

Utilizzo dello strato di potenza in rame

L'utilizzo del rame dello strato di alimentazione nel layout della scheda richiede una pianificazione adeguata. In questa parte della scheda, è necessario allocare un'area specifica della scheda per la rete di alimentazione. Per allocare quest'area si può anche utilizzare la divisione interna del layer. Per aggiungere questo strato, si deve usare il comando "PLACE-SPLIT PLANE" e poi selezionare la rete da allocare per la divisione. Una volta allocata l'area dello strato di potenza, è possibile utilizzare la tecnica di pavimentazione in rame per posizionare il rame nell'area di divisione.

Oltre a ottenere una copertura uniforme del rame, è necessario assicurarsi che lo spessore della scheda sia compatibile con il suo nucleo. L'utilizzo della sola simmetria del piano di alimentazione non garantisce una perfetta copertura di rame, poiché il rame di questa parte si strappa durante il routing dei contorni. Anche il rame fino al bordo della scheda non è compatibile con le tecniche di scoring (taglio a V). Per evitare questo problema, si raccomanda di indicare la zona di rame sullo strato meccanico e che abbia una larghezza minima di 0,5 mm.

Utilizzo di un elenco di linee guida per posizionare i componenti su un PCB

L'utilizzo di un elenco di linee guida per il posizionamento di un componente su un circuito stampato può aiutare a minimizzare il costo complessivo dello sviluppo di un nuovo prodotto, abbreviando al contempo il ciclo di sviluppo del prodotto. Queste linee guida contribuiscono inoltre a garantire una transizione agevole dal prototipo alla produzione. Queste linee guida sono applicabili sia ai circuiti analogici che a quelli digitali.

La maggior parte dei progettisti di schede segue una serie di linee guida quando progetta un PCB. Ad esempio, una regola tipica della progettazione di schede è quella di ridurre al minimo la lunghezza delle tracce dell'orologio digitale. Tuttavia, molti progettisti non comprendono appieno la logica alla base di queste linee guida. Tra l'altro, le tracce ad alta velocità non devono attraversare spazi vuoti nel piano di ritorno del segnale.

Come ridurre al minimo l'effetto RF nella progettazione di interconnessioni PCB

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Come ridurre al minimo l'effetto RF nella progettazione di interconnessioni PCB

Esistono diversi modi per ridurre al minimo l'effetto RF in un progetto di interconnessione di un circuito stampato. Alcuni di questi includono la garanzia che le tracce non siano in stretta prossimità l'una dell'altra, l'uso di una griglia di terra e la separazione delle linee di trasmissione RF dalle altre tracce.

Configurazione multistrato

L'effetto RF nella progettazione delle interconnessioni dei circuiti stampati è un problema comune. Questo effetto si verifica principalmente a causa di proprietà circuitali non ideali. Ad esempio, se un circuito integrato viene collocato su due schede diverse, la sua gamma operativa, le emissioni armoniche e la suscettibilità alle interferenze saranno drasticamente diverse.

Per minimizzare questo effetto, è necessaria una configurazione multistrato. Una scheda di questo tipo deve avere un layout ragionevole, un'impedenza ad alta frequenza e un cablaggio semplice a bassa frequenza. L'uso del materiale corretto per il substrato riduce al minimo la perdita di segnale e aiuta a mantenere un'impedenza costante in tutti i circuiti. Questo aspetto è fondamentale perché i segnali passano dal circuito alle linee di trasmissione, che devono avere un'impedenza costante.

L'impedenza è un altro aspetto della progettazione delle interconnessioni su PCB. Si tratta dell'impedenza relativa di due linee di trasmissione, a partire dalla superficie del PCB fino al connettore o al cavo coassiale. Più alta è la frequenza, più difficile è gestire l'impedenza. Pertanto, l'uso di frequenze più elevate sembra essere una sfida significativa per la progettazione.

Creazione di una griglia di terra

Un modo per ridurre l'effetto rf è quello di creare una griglia di terra sul PCB. Una griglia di massa è una serie di sezioni di scatole collegate a terra da tracce. Il suo scopo è quello di ridurre al minimo il percorso di ritorno del segnale, pur mantenendo una bassa impedenza. La griglia di massa può essere costituita da una singola traccia o da una rete di tracce sovrapposte.

Il piano di massa funge da riferimento per calcolare l'impedenza delle tracce di segnale. In un sistema ideale, la corrente di ritorno rimane sullo stesso piano delle tracce di segnale. Tuttavia, nei sistemi reali, la corrente di ritorno può deviare dal percorso ideale a causa di vari fattori, tra cui le variazioni della placcatura in rame del PCB e del materiale laminato utilizzato.

Separazione delle linee di trasmissione RF dalle altre tracce

Quando si progettano circuiti con tracce multiple, è importante separare le linee di trasmissione RF dal resto del circuito. La separazione di queste tracce è importante per evitare la diafonia. A tal fine, è preferibile distanziare le linee di trasmissione RF di almeno due larghezze di traccia. Questa distanza riduce la quantità di emissioni irradiate e minimizza il rischio di accoppiamento capacitivo.

Le linee di trasmissione RF sono tipicamente separate dalle altre tracce da striline. Nei circuiti stampati multistrato, le striline si costruiscono più facilmente sugli strati interni. Come le microstrisce, le striline hanno piani di massa sopra e sotto la linea di trasmissione RF. Sebbene le striline offrano un isolamento migliore rispetto alla microstriscia, tendono ad avere una perdita RF più elevata. Per questo motivo, le striline sono tipicamente utilizzate per segnali RF di alto livello.

Utilizzo di ceramiche PTFE

L'effetto RF è un problema molto sentito nella progettazione delle interconnessioni dei circuiti stampati. A causa delle alte frequenze, i segnali che viaggiano su una traccia possono spostarsi. Questo fa sì che la costante dielettrica cambi a seconda della velocità del segnale e della geometria della traccia. Anche la costante dielettrica del materiale del substrato del PCB influisce sulla velocità del segnale.

Se si confronta la ceramica con la saldatura, la ceramica PTFE è in vantaggio rispetto alla ceramica FEP. Sebbene la prima sia più economica e facile da fabbricare, riduce l'affidabilità del segnale. Inoltre, la ceramica PTFE ha meno probabilità di assorbire l'umidità. Tuttavia, se la ceramica PTFE è coperta da idrocarburi, l'assorbimento di umidità aumenta.

Utilizzo dell'instradamento simmetrico delle stripline

L'instradamento a stripline è un approccio comune nella progettazione dei circuiti digitali. Utilizza uno strato dielettrico interposto tra due piani di massa con i conduttori che trasportano il segnale al centro. Questo metodo è chiamato stripline simmetrica. Le dimensioni tipiche delle stripline sono s=2,0, w=3,0, t=1,0 e b=5,0.

Questo metodo presenta due vantaggi principali rispetto alla microstriscia. Permette di realizzare tracce più piccole, che offrono una maggiore protezione contro i segnali aggressivi. Inoltre, l'instradamento a stripline può contribuire a minimizzare l'impatto RF sul progetto di interconnessione. Tuttavia, richiede un'attenta considerazione della sovrapposizione degli strati della scheda e dei materiali dielettrici tra i piani di massa.

Per quanto riguarda la larghezza della traccia del circuito stampato, non dovrebbe superare i due pollici. Questo è importante per la logica ad alta velocità, che ha un tempo di salita/discesa di cinque nanosecondi. È consigliabile terminare le tracce della logica ad alta velocità con un'impedenza caratteristica ed evitare vuoti nel piano di riferimento.

Degradazione EMI dopo il riempimento di una pompa di irrigazione

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Degradazione EMI dopo il riempimento di una pompa di irrigazione

Esistono due modi diversi per analizzare la degradazione delle EMI dopo il riempimento di una pompa di irrigazione: radiazione e conduzione. La degradazione EMI dopo il riempimento dipende dal tipo di materiale collante e da come viene eseguito il processo di messa a terra dell'ingresso. La degradazione EMI è peggiorata dall'etanolo e dall'acqua.

Degradazione EMI dopo il riempimento

Il degrado delle EMI dopo il riempimento degli alimentatori viene spesso definito "effetto di riempimento", che descrive la perdita di sensibilità EMI dopo il riempimento di un alimentatore. Il degrado è una combinazione di radiazione e conduzione. L'"effetto di riempimento" si verifica perché i materiali che compongono l'alimentatore subiscono una serie di cambiamenti. Alcuni di questi cambiamenti possono essere indesiderati, mentre altri possono essere positivi.

L'energia elettromagnetica indesiderata (EMI) è una radiazione che si propaga nello spazio attraverso un accoppiamento induttivo e capacitivo. Questa energia indesiderata è dannosa per i dispositivi elettronici e ne compromette la funzionalità. Questa radiazione non è conduttiva, il che significa che il segnale non viene condotto attraverso il metallo o altro materiale. Quando il segnale percorre una lunga distanza, la sua propagazione avviene sotto forma di onda. L'onda è dominata dal campo di radiazione a grande distanza, mentre il campo di induzione domina a distanza ravvicinata. Le radiazioni non ionizzanti, invece, non ionizzano i gas e non influiscono sui dispositivi elettronici. Esempi di radiazioni non ionizzanti sono le radiofrequenze, i forni a microonde, gli infrarossi e la luce visibile.

L'elettricità statica è un'altra fonte di EMI. Sebbene sia difficile identificare la fonte di questo rumore, esso può provenire da fonti naturali come i fulmini. Oltre a influire sulle prestazioni dei dispositivi elettronici, le EMI possono causare problemi di sicurezza in molti sistemi. La causa più comune di EMI è la scarica elettrostatica. I non addetti ai lavori riconoscono questo tipo di rumore come statica radiofonica, distorsione della ricezione televisiva e click nei sistemi audio.

Degrado EMI dopo il riempimento con acqua

La degradazione delle EMI in seguito al riempimento con acqua dopo la commutazione dell'alimentazione può essere classificata in due tipi: radiazione e conduzione. La degradazione delle EMI dopo il riempimento con acqua è solitamente indotta dalle variazioni di temperatura della massa di ingresso e del materiale conduttivo utilizzato per realizzare il condensatore riempito d'acqua. Il materiale conduttivo comprende fibre di alluminio e rame, che hanno la più alta conduttività elettrica intrinseca. Tuttavia, la superficie di queste fibre è soggetta a ossidazione, che può influire sulla conduttività dei componenti. Inoltre, alcuni commercianti senza scrupoli potrebbero non fornire prodotti coerenti.

Le EMI possono compromettere la sicurezza e le prestazioni delle apparecchiature elettriche. Questi segnali indesiderati possono interferire con le comunicazioni radio e causare malfunzionamenti nelle apparecchiature vicine. La schermatura EMI è quindi un requisito essenziale per i dispositivi elettronici. Per la schermatura EMI vengono utilizzati diversi metodi e materiali. Di seguito ne elenchiamo alcuni:

I compositi in fibra di carbonio continua presentano un migliore EMI SE e una migliore conduttività rispetto alle loro controparti discontinue. Un composito continuo in fibra di carbonio con matrice di carbonio presenta un EMI SE di 124 dB. D'altra parte, le fibre di carbonio discontinue riducono significativamente l'SE dei compositi.

Gli alimentatori switching sono migliorati rispetto ai regolatori lineari in termini di efficienza, ma introducono ancora correnti discontinue che possono influire negativamente sull'affidabilità del sistema. L'analisi EMI è più facile da eseguire per il rumore conduttivo che per il rumore irradiato. Il rumore conduttivo può essere valutato con tecniche standard di analisi dei circuiti.

Degrado dell'IEM dopo il riempimento con etanolo

Le interferenze elettromagnetiche (EMI) possono influenzare i componenti e i dispositivi elettronici in molti modi. Ad esempio, se un condensatore è sottoposto a un picco di tensione superiore alla sua tensione nominale, può subire una degradazione dielettrica. Questa degenerazione può causare malfunzionamenti o bruciature, a seconda delle caratteristiche del componente.

L'interferenza elettromagnetica è un problema comune nella tecnologia moderna. Causa malfunzionamenti dei dispositivi elettronici e può causare danni ai sistemi di comunicazione. Queste interferenze sono causate da diverse fonti, tra cui le scintille delle spazzole dei motori, gli interruttori dei circuiti di alimentazione, i carichi induttivi e resistivi, i relè e le interruzioni dei circuiti. Anche la minima quantità di EMI può degradare le prestazioni di un dispositivo elettronico e comprometterne la sicurezza. La fonte più comune di EMI è la scarica elettrostatica (ESD), che molti riconoscono come scariche elettrostatiche nelle stazioni radio, distorsioni nella ricezione televisiva e scatti nei sistemi audio.

Le EMI possono essere generate anche dagli alimentatori switching. Questi alimentatori sono forti fonti di EMI e richiedono un controllo accurato. È fondamentale quantificare il rumore di uscita di questi alimentatori per ridurre il rischio di EMI. Si tratta di un processo lungo e costoso.

Come disporre elegantemente le serigrafie dei PCB

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Come disporre elegantemente le serigrafie dei PCB

Quando si utilizza la serigrafia per circuiti stampati, occorre tenere conto di alcuni aspetti. Innanzitutto, bisogna decidere come disporre i caratteri della serigrafia. Si tratta di un aspetto molto importante, in quanto è necessario assicurarsi che non siano posizionati sotto un componente o sopra una piazzola di passaggio. È inoltre importante assicurarsi che i caratteri non siano troppo grandi.

Utilizzo di pastiglie di rame

Il layout dei circuiti stampati è un processo impegnativo che richiede un'attenta pianificazione. Per ottenere il risultato desiderato, è importante utilizzare gli strumenti e le tecniche giuste. Un modo per farlo è utilizzare PROTEL AUTOTRAX sotto DOS, che consente di modificare stringhe e layout. Tuttavia, è importante sapere che potrebbe essere necessario regolare manualmente le dimensioni dei pad per i componenti chip a due gambe e per i circuiti integrati patch a quattro file.

Prima di iniziare a creare una serigrafia, accertarsi di verificare con il proprio CM il layout consigliato. Spesso il CM vi dirà di limitare la serigrafia a un solo lato del PCB.

Utilizzo dei designatori di riferimento

Quando si progetta una scheda a circuito stampato, l'uso dei designatori di riferimento è un modo utile per identificare chiaramente i componenti sulla scheda. Di solito iniziano con una lettera seguita da un valore numerico. Ogni designatore di riferimento rappresenta una particolare classe di componenti. I designatori di riferimento devono essere posizionati sopra il componente in modo che siano chiaramente visibili una volta montato sulla scheda. I designatori di riferimento sono solitamente dipinti con inchiostro epossidico giallo o bianco o serigrafati.

Il posizionamento dei designatori di riferimento è fondamentale. Quando si posiziona un componente su una scheda, bisogna assicurarsi che sia il più vicino possibile al componente associato. Allo stesso modo, se un componente è posizionato verticalmente, il suo designatore di riferimento deve trovarsi sul bordo inferiore sinistro della scheda. Il posizionamento dei designatori di riferimento può ridurre gli errori di assemblaggio. Tuttavia, la collocazione sotto i simboli dei componenti può renderli difficili da leggere una volta montati. Inoltre, è consigliabile non posizionarli sulle tracce dei segnali ad alta velocità.

Utilizzo dell'allineamento automatico

I PCBA contengono una serie di marcature e informazioni serigrafate. Queste includono marchi normativi come RoHS, FCC e CE, nonché marchi per lo smaltimento dei rifiuti elettronici. Inoltre, esistono PCB con marcature UL, il che significa che la scheda è stata fabbricata da un produttore certificato UL.

Questi strati vengono poi fusi insieme con un processo noto come layer-up e bonding. Il materiale dello strato esterno è costituito da fibra di vetro o altro materiale pre-impregnato con resina epossidica, o prepreg. Copre anche il substrato originale e le incisioni delle tracce di rame. Gli strati vengono quindi assemblati su un tavolo di acciaio pesante. I perni si inseriscono saldamente l'uno nell'altro per evitare che gli strati si spostino.

Il posizionamento dei designatori di riferimento è molto importante. I designatori devono essere vicini al pezzo che devono identificare e ruotati in modo appropriato per renderli leggibili. È inoltre importante che il pezzo o il componente che si sta posizionando non sia oscurato dalla serigrafia. Questo può rendere difficile la lettura.

Specificare manualmente la larghezza delle linee

Ci sono diverse ragioni per specificare manualmente la larghezza delle linee quando si dispongono i componenti serigrafati su PCB. Il primo motivo è che la larghezza delle linee influisce sull'aspetto della serigrafia del PCB. Se la larghezza delle linee è troppo grande o troppo piccola, la lettura potrebbe risultare difficoltosa. Inoltre, un numero troppo basso di linee può causare salti o testo sfocato. Per questo motivo, è importante impostare una larghezza minima delle linee di 0,15 mm (sei mil). In genere è meglio specificare una larghezza di riga compresa tra 0,18 mm e 20 mm.

Ci sono anche altre considerazioni, come la dimensione dei caratteri serigrafici. Se si sta creando una serigrafia per un PCB, si dovrebbe scegliere una dimensione di carattere di almeno 0,05 pollici per una leggibilità ottimale. Quando si posizionano i designatori di riferimento, è necessario lasciare circa 5 mil di spazio tra una riga e l'altra. È inoltre necessario assicurarsi che siano orientati da sinistra a destra e dal basso verso l'alto per evitare una serigrafia non uniforme.

Utilizzo delle funzioni di disegno

La serigrafia di un circuito stampato è una parte importante del circuito finito e deve essere realizzata con cura. Per assicurarsi che la serigrafia abbia un aspetto ottimale, è necessario utilizzare le dimensioni dei caratteri e la larghezza delle linee appropriate. In caso contrario, si rischia di ritrovarsi con macchie di inchiostro e un layout di serigrafia scadente.

Uno degli errori di serigrafia più comuni è quello di non contrassegnare chiaramente i componenti polarizzati. Ad esempio, quando si disegna una scheda con condensatori elettrolitici, bisogna sempre assicurarsi di contrassegnare il pin positivo. Per i diodi, si deve sempre usare il simbolo "A" o "C" per distinguere l'anodo dal catodo.

Come utilizzare alcune resistenze per migliorare la precisione di un multimetro

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Come utilizzare alcune resistenze per migliorare la precisione di un multimetro

Per migliorare la precisione del multimetro, è possibile utilizzare alcune resistenze e componenti. Questi devono essere tenuti in posizione in modo da rimanere a contatto con le sonde del multimetro. Non toccare le resistenze o i componenti con le mani per evitare letture imprecise. Per evitare questo problema, fissare i componenti a una breadboard o utilizzare dei morsetti a coccodrillo per tenerli in posizione.

Utilizzo di resistenze shunt

Il valore della resistenza di un resistore shunt è espresso in microOhm. La resistenza di un resistore shunt è solitamente molto piccola. L'uso di questo tipo di resistenza migliora la precisione del multimetro perché non introduce effetti indesiderati dovuti alla resistenza del cavo. Tuttavia, è importante utilizzarlo con una connessione Kelvin, poiché la resistenza dei resistori shunt tende a variare con la temperatura ambiente.

I multimetri sono sensibili alla tensione di carico, pertanto gli operatori devono prestare attenzione alla tensione di carico e alla risoluzione. Test poco frequenti possono causare guasti imprevisti al prodotto. Le resistenze shunt migliorano l'accuratezza del multimetro fornendo una risoluzione aggiuntiva. Ciò è particolarmente utile per i multimetri da banco, che sono in grado di effettuare misure a fondo scala.

Impostazione dell'intervallo corretto su un multimetro analogico

Per impostare la gamma corretta su un multimetro analogico, iniziare impostando l'unità di misura degli ohm al valore più basso. In generale, la lettura della resistenza dovrebbe essere compresa tra 860 e 880 ohm. In alternativa, è possibile utilizzare l'intervallo di resistenza più basso di 200 ohm per l'apprendimento e la pratica.

Un multimetro a lettura manuale è dotato di una manopola con molte opzioni di selezione. Di solito sono contrassegnati da prefissi metrici. I multimetri a portata automatica, invece, sono impostati automaticamente sulla gamma appropriata. Inoltre, dispongono di una speciale funzione di test "Logic" per misurare i circuiti digitali. Per questa funzione, si collega il puntale rosso (+) all'anodo e il puntale nero (-) al catodo.

Può sembrare scoraggiante impostare il campo di misura di un multimetro analogico, soprattutto se non lo si è mai usato prima. Tuttavia, questa operazione è sorprendentemente semplice e può essere eseguita con poche resistenze. Se si è consapevoli dei diversi intervalli, si avrà più successo con questa operazione.

Utilizzo di resistenze di precisione per il rilevamento della corrente

L'accuratezza di un multimetro può essere migliorata utilizzando resistenze di precisione per il rilevamento della corrente. Questi componenti possono essere acquistati in diverse versioni. Sono utili per le applicazioni in cui è necessario conoscere la corretta quantità di corrente in entrata e in uscita da una batteria. Sono utili anche per le applicazioni in cui la sensibilità alla temperatura è un problema.

L'ingombro ottimale è C, con un errore di misura previsto di 1%. Le dimensioni consigliate per l'ingombro sono illustrate nella Figura 6. Anche il percorso della traccia del sensore svolge un ruolo importante nel determinare l'accuratezza della misura. La massima precisione si ottiene quando la tensione di rilevamento viene misurata sul bordo del resistore.

Un resistore a rilevamento di corrente è un resistore di basso valore che rileva il flusso di corrente e lo converte in una tensione di uscita. Di solito ha una resistenza molto bassa e quindi riduce al minimo la perdita di potenza e la caduta di tensione. Il suo valore di resistenza è solitamente sulla scala dei milliohm. Questo tipo di resistenza è simile alle resistenze elettriche standard, ma è progettata per misurare la corrente in tempo reale.

Toccare il resistore o la sonda con le dita

I multimetri hanno anche una funzione speciale che rileva i conduttori positivi e negativi di una batteria o di un alimentatore. Tenendo la sonda del multimetro contro il cavo per alcuni secondi, è possibile determinare se la corrente che lo attraversa è positiva o negativa. La sonda rossa è collegata al terminale o al filo positivo della batteria.

Quando si utilizza un multimetro per misurare la resistenza, è necessario assicurarsi che il circuito non sia alimentato. In caso contrario, si potrebbe ottenere una lettura imprecisa. Ricordate che la resistenza non è importante quanto il saperla misurare. Inoltre, la corrente che scorre nel circuito può danneggiare il multimetro.

Test di continuità tra i fori di una scheda di pane

Prima di misurare la resistenza tra i fori di una breadboard, è necessario verificarne la connettività. Il metodo di prova è noto come controllo della continuità ed è un modo semplice per determinare se due connessioni sono compatibili. La breadboard presenta dei fori con un fermaglio a molla metallico sotto ciascuno di essi. Collegare le sonde del multimetro a questi due punti. Se avete difficoltà a trovare un percorso conduttivo tra questi punti, collegate alcune resistenze tra la breadboard e il multimetro.

Se si utilizza un multimetro con funzione programmabile, è possibile renderlo più preciso testando la continuità tra alcuni fori alla volta. A tale scopo, inserire le sonde nelle colonne "+" e "-" della breadboard e misurare la resistenza tra di esse. Se la resistenza è infinita, le due file non sono collegate.

Come controllare i difetti di saldatura delle schede PCB

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Come controllare i difetti di saldatura delle schede PCB

Esistono diversi tipi comuni di difetti di saldatura dei PCB. Questi difetti comprendono i fori di spillo e i fori di soffiaggio. I fori di spillo sono piccoli fori in un giunto di saldatura, mentre i fori di soffiaggio sono fori più grandi. Entrambi i difetti sono causati da una saldatura manuale non corretta. Durante il processo di saldatura, l'umidità presente nella scheda viene riscaldata e trasformata in gas, che fuoriesce attraverso la saldatura fusa. In questo caso, la scheda diventa vuota e si formano i fori di saldatura e i fori di soffiaggio.

Tipi comuni di difetti di saldatura dei PCB

Diversi tipi comuni di difetti di saldatura dei PCB possono essere attribuiti a tecniche di saldatura non corrette. Questi problemi includono un riscaldamento e una distribuzione del calore non uniformi. Ciò può comportare una fusione non uniforme della saldatura e può causare il tombamento dei componenti. Questo problema può essere evitato utilizzando una pasta saldante appropriata e rifacendo la scheda in un intervallo di temperatura adeguato.

I difetti nel processo di saldatura possono rovinare un bel progetto di PCB. Questi difetti raramente sono colpa del progettista e sono più probabilmente il risultato di un errore di produzione. I produttori devono sapere come individuare questi problemi durante la fase di ispezione. In molti casi, il problema risiede nel processo di saldatura a onda.

Un altro difetto comune è il solder balling, che si traduce in piccole sfere di saldatura che aderiscono al laminato o alla superficie del conduttore. Le tecniche di saldatura dei PCB dovrebbero evitare questo tipo di problema. I PCB che presentano palline di saldatura hanno un aspetto bitorzoluto e opaco.

Cause comuni

I difetti di saldatura sono problemi comuni che si verificano durante il processo di produzione delle schede PCB. Questi difetti possono causare cortocircuiti, giunzioni aperte o linee di segnale incrociate. Possono anche essere causati da variazioni della temperatura e dell'umidità della saldatura. Inoltre, una saldatura non corretta può causare una superficie sbilenca e una saldatura non uniforme.

Una delle cause più comuni di guasto dei circuiti stampati è il calore e l'umidità. I diversi materiali si espandono e si contraggono a ritmi diversi, quindi lo stress termico costante può indebolire le giunzioni di saldatura e danneggiare i componenti. Per questo motivo, i PCB ad alte prestazioni devono essere in grado di dissipare il calore.

Una bagnatura insufficiente può anche portare a giunti di saldatura deboli. La saldatura deve essere eseguita su una superficie pulita e il livello di calore del saldatore deve essere adeguato. In caso contrario, il risultato potrebbe essere un giunto freddo, grumoso e privo di capacità di adesione.

Metodi di ispezione comuni

Esistono vari metodi di ispezione dei PCB, utilizzati per identificare i difetti e garantire la qualità dei prodotti elettronici. Questi metodi comprendono l'ispezione visiva e i test automatizzati. Questi test vengono eseguiti in diverse fasi del processo di assemblaggio dei PCB. Possono rilevare una serie di difetti, tra cui giunti di saldatura aperti, componenti mancanti o errati e ponti di saldatura.

Il primo passo per identificare i difetti di saldatura della scheda PCB è l'identificazione dei componenti. A tal fine, è necessario assegnare un designatore di riferimento, ovvero una lettera seguita da un numero. Ogni componente di una scheda PCB ha un unico designatore di riferimento. Ad esempio, un resistore è indicato con una R, mentre un condensatore è indicato con una C. Queste lettere possono variare da quelle standard, ma sono un modo affidabile per identificare i componenti. Il passo successivo consiste nello scegliere il tipo di test di ispezione. A tale scopo si può utilizzare un AOI, un TIC o un test funzionale.

Un altro metodo comune di ispezione delle schede PCB è l'ispezione a raggi-X. Questa tecnica utilizza una macchina che consente di ispezionare il PCB da qualsiasi angolazione. Attualmente, PCBA123 utilizza un sistema di ispezione a raggi X 2D, ma prevede di passare a un AXI 3D nel prossimo futuro.

Misure preventive

I difetti di saldatura delle schede PCB possono essere causati da una serie di problemi diversi. Alcuni problemi possono essere facilmente identificati, mentre altri potrebbero non essere visibili. Il modo migliore per verificare la presenza di questi difetti sulle schede PCB è utilizzare un sistema di ispezione visiva automatica. I sistemi di ispezione automatica sono in grado di rilevare i difetti nei giunti di saldatura e nella polarità dei condensatori, ad esempio.

Una delle cause più comuni dei difetti di saldatura delle schede è che la saldatura non è completamente bagnata. Ciò può verificarsi quando la saldatura viene applicata con troppo poco calore o viene lasciata sulla scheda troppo a lungo. Una scheda non correttamente bagnata può causare problemi strutturali e influire sulle prestazioni complessive del PCB. Tuttavia, esistono diverse misure preventive che possono essere adottate per migliorare la bagnatura della scheda.

Un'altra causa dei difetti di saldatura delle schede PCB è la progettazione errata dello stencil. Quando uno stencil non è progettato correttamente, può causare la mancata formazione completa delle sfere di saldatura. L'uso di uno stencil appropriato può prevenire i difetti delle sfere di saldatura e garantire le prestazioni del circuito.