Basisregels voor lay-out en bedrading van onderdelen

/0 Reacties/in /door

Basisregels voor lay-out en bedrading van onderdelen

Er zijn enkele basisregels die gevolgd moeten worden bij het ontwerpen van een layout. Dit zijn onder andere de voedings- en aardingsvlakken binnen het bord houden, cross-netting vermijden en de meest kritieke componenten eerst plaatsen. Je moet ook proberen om IC's en grote processors binnen de printplaat te plaatsen. Als je deze regels volgt, zal het ontwerpen en maken van een printplaat geen problemen opleveren.

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.

Waarom actieve componenten duurder zijn dan passieve componenten

/0 Reacties/in /door

Waarom actieve componenten duurder zijn dan passieve componenten

Elektronica is een centraal onderdeel van onze moderne wereld en wordt in bijna elke industrie gebruikt. Deze apparaten zijn afhankelijk van een aantal cruciale componenten om goed te functioneren. Actieve componenten zijn echter duurder dan passieve. Dit artikel gaat in op het verschil tussen de twee soorten elektronicacomponenten. Je leert waarom actieve componenten duurder zijn en passieve goedkoper.

Transistors

Er zijn twee basistypen elektronische componenten: actieve en passieve. Actieve componenten worden gebruikt om energie te produceren, terwijl passieve componenten worden gebruikt om energie op te slaan. Beide typen zijn belangrijk in elektronische apparaten, omdat ze ervoor zorgen dat de elektronische apparatuur werkt zoals verwacht. Er zijn echter een paar belangrijke verschillen tussen actieve en passieve elektronische componenten.

Een transistor is een actieve component en het is een halfgeleiderapparaat dat externe voeding nodig heeft om te functioneren. De transistor kan de stroomsterkte in een circuit verhogen of verlagen. Een transistor kan ook de richting waarin elektriciteit stroomt veranderen.

Inductoren

Actieve componenten zijn componenten die stroom of spanning produceren, terwijl passieve componenten dat niet doen. Het verschil tussen actieve en passieve componenten zit hem niet alleen in hun uiterlijk, maar ook in hun functie. Een actief component heeft een functie om stroom te versterken, terwijl een passief component geen functie heeft.

In wezen hebben actieve componenten een externe energiebron nodig om te werken. Passieve componenten genereren geen energie, maar slaan wel energie op en regelen de stroomtoevoer. Een voorbeeld van een actief component is een transistor, terwijl een passief component een weerstand is.

Inductoren filteren hoogfrequente signalen uit

Een spoel kan in een elektrisch circuit worden gebruikt om hoogfrequente signalen weg te filteren. Het werkt door de frequentie van het signaal te verlagen naar een frequentie die lager is dan de ingangsfrequentie. Over het algemeen zoeken ingenieurs naar een verhouding tot 1/(2*x)1/2. Ze willen ook de hoekfrequentie weten, die grafisch bepaald kan worden. De x-as geeft de frequentie weer en de y-as de versterking.

Een manier om de inductie van de spoel te bepalen is door de spanning over de spoel te meten. Hiermee kun je de gevoeligheid van de spoel voor een hoogfrequent signaal bepalen. De inductantie kan ook gemeten worden met behulp van de hoekfrequentie. Houd er rekening mee dat de inductantie geen exacte meting is, omdat de schakeling altijd onderhevig is aan verlies.

Transistors zijn versterkers en schakelaars

Transistors zijn elektrische apparaten die worden gebruikt om signalen te sturen. Ze bestaan uit twee basiscomponenten: een emitter en een collector. Het emittergedeelte van een transistor is voorwaarts gericht en het collectorgedeelte is omgekeerd gericht. Wanneer een transistor in zijn actieve gebied werkt, zal de collectorzijde een licht gebogen curve vertonen. Het collectorgebied is het belangrijkste deel van een transistor omdat de collectorstroom hier het meest stabiel is.

Transistors kunnen worden ingedeeld als p-type of n-type halfgeleiders. Wanneer ze als schakelaar worden gebruikt, werken ze op dezelfde manier als versterkers. Ze kunnen als schakelaar werken door de stroom die door de basis gaat te veranderen.

Inductoren zijn niet-wederkerig

Inductoren zijn niet-wederkerig als twee of meer ervan parallel zijn geschakeld en er geen onderlinge inductantie is. Dit betekent dat de som van hun totale inductanties kleiner zal zijn dan de som van hun individuele inductanties. Dit is het geval bij parallelle inductoren, waarbij de spoelen in tegengestelde richting zijn gerangschikt.

Wederzijdse inductie is een andere manier om wederkerigheid te definiëren. Een equivalent circuit is een circuit waarin het primaire en secundaire deel een gelijke wederzijdse inductie hebben. In een reciproke transformator verliest het tweede deel geen energie tijdens de magnetische koppeling, dus het vertegenwoordigt geen vastgelegde energie.

Inductoren hebben geen externe energiebron nodig

Inductoren slaan energie op door hun magnetische veldsterkte te veranderen in reactie op de hoeveelheid stroom die er doorheen loopt. Hoe sterker de stroom, hoe sterker het magnetische veld en hoe meer energie er wordt opgeslagen. Deze eigenschap is uniek voor inductoren in vergelijking met weerstanden, die doorgaans energie afgeven in de vorm van warmte. Bovendien is de hoeveelheid energie die in een spoel wordt opgeslagen afhankelijk van de hoeveelheid stroom die er doorheen loopt.

Het belangrijkste doel van een spoel is om energie op te slaan. Wanneer elektrische stroom door een spoel loopt, wordt er een magnetisch veld geïnduceerd in de geleider. Bovendien is het geïnduceerde magnetische veld tegengesteld aan de snelheid waarmee de stroom of spanning verandert. Als gevolg hiervan gaat er een constante gelijkstroom door een inductor, die wordt gesymboliseerd door de letter L. Deze eigenschap maakt inductoren nuttig in grote vermogenstoepassingen waar ze niet kunnen worden vervangen door een conventionele elektrische component.

Top 3 oorzaken en tegenmaatregelen van tekortkomingen in soldeerpasta bij PCB-ontwerp

/0 Reacties/in /door

Top 3 oorzaken en tegenmaatregelen van tekortkomingen in soldeerpasta bij PCB-ontwerp

Er zijn verschillende oorzaken en tegenmaatregelen voor een tekort aan soldeerpasta in een PCB-ontwerp. Deze omvatten koude soldeerverbindingen, onnauwkeurige plaatsing, te veel warmte tijdens het solderen en chemische lekkage. Hier zijn enkele van de meest voorkomende oorzaken en hoe ze op te lossen.

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.

Chemical leakage

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.

De belangrijkste vier methoden van galvaniseren in de printplaat

/0 Reacties/in /door

De belangrijkste vier methoden van galvaniseren in de printplaat

Galvaniseren op een printplaat kan op verschillende manieren. Er zijn Thru-hole, Cleaning en Electroless methodes. Elke methode wordt gebruikt om verschillende delen van de printplaat te bedekken. De methodes verschillen enigszins van elkaar, dus het is het beste om de verschillen te begrijpen om een goede beslissing te kunnen nemen.

Gaten doorvoeren

Thru-hole galvanisatie is een proces voor het galvaniseren van koper op printplaten. Dit proces omvat een reeks baden waarin de printplaten worden ondergedompeld in een chemische oplossing. Het doel van dit proces is om de hele printplaat met koper te bedekken. Tijdens het proces worden de printplaten gereinigd om alle boorresten te verwijderen, zoals bramen en harsresten in de gaten. De fabrikanten gebruiken verschillende chemische middelen en schuurprocessen om alle verontreinigingen te verwijderen.

Bij "through hole" galvaniseren wordt een speciale inkt met lage viscositeit gebruikt die een zeer goed hechtende en geleidende film vormt op de binnenwanden van het gat. Dit proces maakt meerdere chemische behandelingen overbodig. Het is een eenvoudig proces omdat het slechts één stap vereist, gevolgd door thermische uitharding. De resulterende film bedekt de volledige binnenwand van het gat. Bovendien zorgt de lage viscositeit ervoor dat het zich zelfs hecht aan de meest thermisch gepolijste gaten.

Daarom is het belangrijk om een gerenommeerd bedrijf te kiezen dat printplaten maakt. Een printplaat die niet aan de normen voldoet, kan immers klanten teleurstellen en een bedrijf geld kosten. Daarnaast is het ook noodzakelijk om hoogwaardige verwerkingsapparatuur te hebben in het printplaatfabricageproces.

Om te beginnen moet je een laminaat snijden dat iets groter is dan de grootte van je plank. Daarna moet je het gat in de printplaat boren met een exacte boor. Gebruik geen grotere boor, want dan gaat het koper in het gat kapot. Je kunt ook hardmetalen boren gebruiken om een schoon gat te maken.

Elektrolytisch plateren

Elektrolytisch plateren is een proces dat veel wordt gebruikt bij de productie van printplaten. Het belangrijkste doel van elektroless plating is het vergroten van de dikte van de koperlaag, die meestal één mil (25,4 um) of meer is. Bij deze methode worden speciale chemicaliën gebruikt om de dikte van de koperlaag op de hele printplaat te vergroten.

Het nikkel dat wordt aangebracht bij elektrolytisch plateren werkt als een barrière die voorkomt dat koper reageert met andere metalen, waaronder goud. Het wordt op het koperoppervlak aangebracht met behulp van een oxidatiereductiereactie en het resultaat is een laagje elektroloos nikkel van drie tot vijf micron dik.

In tegenstelling tot galvaniseren is elektrolytisch plateren een volledig geautomatiseerd proces waarbij geen externe stroomtoevoer nodig is. Het proces is autokatalytisch en wordt uitgevoerd door de printplaat onder te dompelen in een oplossing die een bronmetaal, een reductiemiddel en een stabilisator bevat. De resulterende metaalionen trekken elkaar aan en geven energie af via een proces dat bekend staat als ladingsoverdracht. Het proces kan gecontroleerd worden met behulp van een aantal parameters, die elk een specifieke rol spelen in het resultaat.

Het elektrolytisch plateerproces heeft talrijke voordelen, zoals een betere afzettingskwaliteit, uniformiteit ongeacht de geometrie van het substraat en uitstekende corrosie-, slijtage- en smeerbaarheid. Elektrolytisch plateren verbetert ook de soldeerbaarheid en taaiheid van componenten en heeft talrijke toepassingen in de elektronica.

Plateren reinigen

Het reinigen van galvanische platen vereist speciale zorg. De eerste stap is om de printplaat grondig nat te maken. Gebruik vervolgens een handborstel om de vervuilde zone te schrobben. De tweede stap is de printplaat grondig af te spoelen, zodat de resterende flux volledig wegvloeit. Op deze manier wordt de printplaat grondig schoon.

De volgende stap is het verwijderen van de weerstand van de printplaat. Deze stap is essentieel voor een goede elektrische verbinding. Er wordt een koperoplosmiddel gebruikt om de weerstand op de printplaat op te lossen. Zodra het koper blootligt, zal het elektriciteit geleiden. Dit proces verwijdert de smeerlaag en zorgt ervoor dat de printplaat schoon is en klaar om geplateerd te worden.

Bij het reinigen van galvanische platen wordt de plaat gespoeld en wordt een zure oplossing gebruikt die ionen van nikkel en andere overgangsmetalen bevat. Daarnaast wordt een reductiemiddel gebruikt, zoals dimethylamineboraan. Butylcarbitol en andere conventionele reinigingsmiddelen worden ook gebruikt.

Voor de meest nauwkeurige reiniging kan dampontvetting worden gebruikt. De PCB's worden ondergedompeld in een oplosmiddel en gespoeld door de dampen. Deze procedure kan echter riskant zijn als het oplosmiddel brandbaar is. Om ontvlambaarheid te voorkomen, is het aan te raden om niet-ontvlambare vloeimiddelen te gebruiken. Je kunt ook katoenen of schuimrubberen wattenstaafjes gebruiken die verzadigd zijn met milde oplosmiddelen. De meeste van deze oplosmiddelen zijn op waterbasis.

ESD-bescherming tijdens SMT-assemblage

/0 Reacties/in /door

ESD-bescherming tijdens SMT-assemblage

Elektrostatische schade is een belangrijke oorzaak van defecten aan apparaten. Het is verantwoordelijk voor directe storingen in wel 10% van de elektronische apparaten. Het kan problemen veroorzaken tijdens het hele SMT-assemblageproces. Gelukkig zijn er manieren om jezelf tegen dit probleem te beschermen.

Statisch beschermend materiaal

Het is noodzakelijk om elektronische componenten te beschermen tegen elektrostatische ontlading (ESD), die kan leiden tot schade en defecten. Statische elektriciteit kan op elk moment en op elke plaats ontstaan en wordt vaak veroorzaakt door wrijving. Het is belangrijk om elektronische apparaten te beschermen tijdens het SMT-assemblageproces, zodat ze optimaal kunnen blijven presteren en betrouwbaar blijven. Materiaal ter bescherming tegen statische elektriciteit moet vanaf het begin van het assemblageproces worden gebruikt en moet na voltooiing worden voortgezet.

De relatieve luchtvochtigheid van de productieomgeving speelt ook een belangrijke rol bij het genereren van ESD, dus de relatieve luchtvochtigheid in de fabriek moet zorgvuldig worden gecontroleerd. Als de RV niet correct wordt gehandhaafd, kan dit leiden tot zeer hoge niveaus van ESD. Het wordt ook aanbevolen om materialen met hoge niveaus van statische elektriciteit uit de buurt van de assemblagelijn te houden. Om uw elektronica te beschermen tegen ESD, moet u tijdens het assemblageproces statisch beschermend materiaal gebruiken.

ESD-onderdrukkingscomponenten

Om schade door ESD tijdens het SMT assemblageproces te voorkomen, moeten de componenten worden opgeslagen en vervoerd in ESD-veilige zakken. Professionele monteurs worden ten zeerste aanbevolen voor dergelijk werk.

Om statische elektriciteit te voorkomen, moeten assemblagemedewerkers antistatische kleding dragen. Ze moeten ook vermijden om de onderdelen met scherpe voorwerpen aan te raken. Antistatische kleding kan ook dienen als aardingscircuit voor elektronische apparaten. Naast het dragen van geleidende kleding, moet assemblagepersoneel een beschermend pak en beschermende schoenen dragen om het risico op statische elektriciteit te verminderen. Het is ook belangrijk om het gebruik van isolatiematerialen tot een minimum te beperken.

Statische elektriciteit kan ontstaan door metalen onderdelen die een elektrostatische lading geleiden. Het kan ook veroorzaakt worden door inductie of lichaamsstatica. De effecten kunnen schadelijk zijn, vooral voor elektronische onderdelen.

Statisch beschermend schuim

Elektrostatische ontlading (ESD) kan kostbare schade veroorzaken aan elektronica. Hoewel er manieren zijn om dit te voorkomen, is het niet mogelijk om elk apparaat te beschermen tegen de effecten van ESD. Gelukkig is er antistatisch schuim, ook bekend als schuim voor elektrostatische ontlading, beschikbaar om gevoelige componenten te beschermen.

Gebruik beschermende verpakking voor elektronische componenten om de risico's van ESD te minimaliseren. Zorg ervoor dat de verpakking de juiste oppervlakte- en volumeweerstand heeft. De verpakking moet ook bestand zijn tegen tribo-elektrische opladingseffecten door beweging tijdens het transport. Gewoonlijk worden elektrostatisch gevoelige componenten geleverd in zwart geleidend schuim of in een antistatische zak. Antistatische zakken bevatten gedeeltelijk geleidend plastic dat werkt als een kooi van Faraday.

Statische elektriciteit is een veelvoorkomend probleem tijdens het SMT-assemblageproces. Het is een bijproduct van wrijving en kan ervoor zorgen dat componenten defect raken. Menselijke bewegingen genereren statische elektriciteit die kan variëren van een paar honderd volt tot enkele duizenden volt. Deze schade kan elektronische componenten aantasten die het resultaat zijn van SMT assemblage en kan leiden tot voortijdig falen.

ESD-zakken

Bij het werken met elektronica is het belangrijk om ESD-beschermende verpakking te gebruiken bij het vervoeren en opslaan van gevoelige items. ESD-bescherming kan helpen om het risico op elektrische schokken en brandwonden te minimaliseren, terwijl het ook bescherming biedt bij transport en opslag. Een beschermende verpakking kan de onderdelen en componenten ook beschermen wanneer ze niet in gebruik zijn, zoals wanneer ze van en naar de fabriek worden vervoerd.

Bij het hanteren van een PCB is het belangrijk om de instructies van de fabrikant op te volgen en hun richtlijnen te volgen. Dit is essentieel omdat een slecht ESD-beschermingsplan kan leiden tot schade aan elektronische componenten. Als je niet zeker weet hoe je de componenten tijdens het assemblageproces op de juiste manier moet behandelen, vraag het dan aan een professional.

Combinatie van beide

Om statische elektriciteit tijdens SMT-assemblage te voorkomen, is het essentieel om de elektronica te aarden. Er zijn twee soorten aarding: zachte aarding en harde aarding. Zacht aarden betekent de elektronische apparaten verbinden met een laagimpedante aarde, terwijl hard aarden betekent de elektronische componenten verbinden met een hoogimpedante aarde. Beide soorten aarding kunnen statische elektriciteit voorkomen en elektronische componenten beschermen tegen schade.

ESD is een belangrijke bron van schade in de elektronica-industrie. ESD veroorzaakt prestatievermindering en zelfs defecten aan onderdelen. Geschat wordt dat 8% tot 33% van alle elektronicastoringen wordt veroorzaakt door ESD. Het beheersen van dit type schade kan de efficiëntie, kwaliteit en winst verbeteren.

Hoe maken we onderscheid tussen de DC-weerstand en de dynamische weerstand van een halfgeleiderdiode?

/0 Reacties/in /door

Hoe maken we onderscheid tussen de DC-weerstand en de dynamische weerstand van een halfgeleiderdiode?

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.

Analyseer de rol van gelaagd stackontwerp in het onderdrukken van EMI

/0 Reacties/in /door

Analyseer de rol van gelaagd stackontwerp in het onderdrukken van EMI

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 tips voor PCB tekenende beginners

/0 Reacties/in /door

3 tips voor PCB tekenende beginners

Voor beginners is het belangrijk om een paar basisprincipes te volgen bij het tekenen van printplaten. Deze omvatten het gebruik van meerdere rasters, onderdelen 50 meter uit elkaar houden en sporen onder een hoek van 45 graden gebruiken. De Ouden zeiden ooit dat ijs moeilijk te breken is, maar je kunt het breken met volharding en doorzettingsvermogen.

Basisprincipes

Bij het maken van een PCB is het belangrijk om de basisprincipes van het PCB tekenen te kennen. Deze richtlijnen behandelen belangrijke onderwerpen zoals de grootte en vorm van een PCB. Ze behandelen ook zaken als de plaatsing van componenten en interconnecties. De grootte en vorm van uw PCB moeten geschikt zijn voor het fabricageproces dat het zal ondergaan. Daarnaast moet u rekening houden met referentiepunten die nodig zullen zijn tijdens het PCB fabricageproces, zoals gaten voor bevestigingen of gekruiste markeringen voor optische sensoren. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat deze punten niet interfereren met componenten.

Een goede plaatsing van de componenten op het bord moet resulteren in een efficiënte stroom- en gegevensstroom. Dit betekent dat de draden zo gelijkmatig mogelijk moeten worden gerangschikt. Het bedradingsgebied moet minstens één mm van de rand van de printplaat en rond eventuele montagegaten liggen. Signaallijnen moeten radiaal zijn en mogen niet als loopbacks voorkomen.

Sporen met een hoek van 45 graden gebruiken

Als je een beginner bent in PCB tekenen, moet je oppassen met het gebruik van sporen onder een hoek van 45 graden. Deze sporen kunnen meer ruimte innemen dan andere hoeken en zijn niet ideaal voor alle toepassingen. Echter, hoeken van 45 graden zijn in veel situaties een goed ontwerp.

Een van de belangrijkste redenen voor het gebruik van hoeken van 45 graden in printplaattekeningen is de veiligheidsfactor. Omdat deze sporen veel smaller zijn dan standaard sporen, moet je geen scherpe bochten maken. Dit komt omdat het fabricageproces van de printplaat de buitenste hoek van de printplaat smaller maakt. Een eenvoudige oplossing voor dit probleem is om twee bochten van 45 graden te gebruiken met een kort been ertussen. Je kunt dan tekst op de bovenste laag van het bord zetten om duidelijker te maken welke laag wat is.

Een andere reden om sporen onder een hoek van 45 graden te gebruiken is dat de breedte van de sporen minder wordt beïnvloed. De reden hiervoor is dat hoeken van 90 graden leiden tot geëtste punten, die kortsluiting kunnen veroorzaken. Het gebruik van sporen met een hoek van 45 graden vermindert het freeswerk voor de fabrikant. Met sporen onder een hoek van 45 graden kan al het koper op de printplaat geëtst worden zonder problemen.

Snapgrids gebruiken

Het gebruik van snap grids voor beginnende PCB tekenaars kan erg nuttig zijn. Het stelt je in staat om de layout gemakkelijk aan te passen en houdt de componenten netjes en symmetrisch. Sommige geavanceerde PCB ontwerpsoftware heeft sneltoetsen om van rasterformaat te wisselen. U kunt ook overschakelen naar top-down of "door de printplaat" oriëntaties, die vereisen dat u de onderste laag in spiegelbeeld bekijkt. Deze aanpak moet alleen als laatste redmiddel worden gebruikt.

Beginnende PCB-tekenaars kunnen de standaard Snap Grid-grootte instellen, die meestal 0,250″ is. Bovendien kunnen gebruikers de afstand tussen de snapgrids wijzigen in 0,25 inch. Het is echter aan te raden om de snap grid functie uit te schakelen als u van plan bent om sporen te verbinden met onderdelen die een ongebruikelijke pinafstand hebben.

Hoe enkele belangrijke stappen in het ontwerp van printplaten te begrijpen

/0 Reacties/in /door

Hoe enkele belangrijke stappen in het ontwerp van printplaten te begrijpen

Als u geïnteresseerd bent in het ontwerpen van een printplaat, zijn er een aantal belangrijke stappen die u moet kennen. Deze stappen zijn Ideatie, Definitie, Validatie en Plaatsing van componenten. Als u deze stappen begrijpt, kunt u het best mogelijke ontwerp maken.

Idee

Een effectief printplaatontwerp begint met het definiëren van het doel van het apparaat. Het is essentieel om de afmetingen en hoogtebeperkingen van de printplaat af te stemmen op de beoogde componenten. Andere overwegingen zijn de ESR van de componenten bij hoge frequenties en de temperatuurstabiliteit. Daarnaast is het noodzakelijk om de juiste spoorbreedte en -afstand te kiezen. Het niet naleven van deze algemene regel kan leiden tot een explosie van kosten.

Het PCB-ontwerpproces begint met ideevorming, definitie en validatie. Deze stap is cruciaal en vindt plaats voordat een prototype wordt ontworpen of een ontwerp wordt uitgevoerd. Het benadrukt de creativiteit van de ontwerper en zorgt ervoor dat alle hardwarecomponenten op elkaar zijn afgestemd. Het maakt ook onderlinge samenwerking tussen de verschillende teamleden mogelijk, wat resulteert in synergie.

Definitie

Het ontwerp van een PCB is een complex proces. Het omvat het kiezen van de juiste materialen voor de PCB basis, het selecteren van een ontwerpregel en het selecteren van de uiteindelijke afmetingen. De PCB moet ook getest worden om er zeker van te zijn dat hij goed zal functioneren onder de beoogde bedrijfsomstandigheden. Als het ontwerp niet correct wordt uitgevoerd, kan het project mislukken.

De eerste stap in PCB ontwerp is het maken van een set blauwdrukken. Dit gebeurt met behulp van computersoftware. De blauwdrukken dienen als model voor het ontwerp. De ontwerper kan ook een spoorbreedte calculator gebruiken om de binnenste en buitenste lagen te bepalen. De geleidende koperen sporen en circuits worden gemarkeerd met zwarte inkt. De sporen staan bekend als lagen in het PCB ontwerp. Er zijn twee soorten lagen, de buitenste en de binnenste.

Validatie

PCB-printplaten doorlopen validatieprocessen om er zeker van te zijn dat ze correct zijn ontworpen. Deze tests worden uitgevoerd door de structuren van de printplaat te onderzoeken. Deze structuren omvatten sondes en connectoren, evenals de Beatty-standaard voor materiaalparameters. Deze tests worden uitgevoerd om eventuele ontwerpfouten, zoals reflecties, te elimineren.

De printplaten worden vervolgens voorbereid voor productie. Het proces hangt af van het gebruikte CAD-gereedschap en de productiefaciliteit. Meestal gaat het om het genereren van Gerber-bestanden, tekeningen van elke laag. Er zijn verschillende Gerber viewer en verificatieprogramma's beschikbaar, waarvan sommige zijn ingebouwd in CAD-programma's, terwijl andere standalone toepassingen zijn. Een voorbeeld is ViewMate, dat gratis te downloaden en te gebruiken is.

Het validatieproces omvat ook het testen van het apparaat. Het ontwerp wordt getest met een prototype om er zeker van te zijn dat het voldoet aan de verwachte respons. Daarnaast wordt het circuit geanalyseerd om te bepalen of het ontwerp stabiel is. De resultaten van deze test bepalen of er wijzigingen nodig zijn. Sommige wijzigingen moeten worden aangebracht om het ontwerp te verbeteren en ervoor te zorgen dat het voldoet aan de specificaties van de klant.

Plaatsing van onderdelen

Componenten op printplaten kunnen op verschillende manieren geplaatst worden. U kunt ze boven of onder een ander component plaatsen, of u kunt een combinatie van deze methodes gebruiken. Plaatsingen kunnen netjes gemaakt worden door componenten uit te lijnen door Align Top of Align Bottom te kiezen. Je kunt componenten ook gelijkmatig over het bord verdelen door ze te selecteren en er met de rechtermuisknop op te klikken. Je kunt ook componenten naar de boven- of onderkant van de printplaat verplaatsen door op L te drukken.

Bij het ontwerpen van PCB's is de plaatsing van componenten cruciaal. In het ideale geval worden componenten aan de bovenkant van de printplaat geplaatst. Als het component echter een lage thermische dissipatie heeft, kan het aan de onderkant worden geplaatst. Het is ook aan te raden om gelijkaardige componenten samen te groeperen en ze in een gelijke rij te plaatsen. Bovendien moet je ontkoppelingscondensatoren in de buurt van actieve componenten plaatsen. Bovendien moet je connectoren plaatsen volgens de ontwerpvereisten.

Diëlektrisch doorslagspanning

Of u nu uw eigen PCB ontwerpt of een PCB van een fabrikant betrekt, er zijn verschillende stappen die u moet kennen. Enkele van deze stappen zijn: de elektrische componenten en lay-out van de PCB testen op functionaliteit. Dit wordt gedaan door een reeks tests uit te voeren in overeenstemming met de IPC-9252 normen. Twee van de meest voorkomende tests zijn isolatie- en circuitcontinuïteitstests. Deze tests controleren of er geen ontkoppelingen of kortsluitingen zijn in de printplaat.

Nadat het ontwerpproces is voltooid, is het belangrijk om rekening te houden met de thermische uitzetting en de thermische weerstand van de componenten. Deze twee gebieden zijn belangrijk omdat de thermische uitzetting van de printplaatcomponenten toeneemt wanneer het warmer wordt. De Tg van de componenten van een printplaat moet hoog genoeg zijn om te voorkomen dat de componenten beschadigd of vervormd raken. Als de Tg te laag is, kunnen de componenten voortijdig defect raken.

Interferentiemaatregelen bij het ontwerp van printplaten

/0 Reacties/in /door

Interferentiemaatregelen bij het ontwerp van printplaten

Als je op zoek bent naar maatregelen tegen interferentie bij het ontwerp van printplaten, dan ben je hier aan het juiste adres. Deze maatregelen omvatten afscherming, aarding, transmissielijnen en laagdoorlaatfilters. Deze maatregelen kunnen EMI en ruis helpen voorkomen en de prestaties van uw elektronische producten verbeteren.

Afscherming

Afscherming is een belangrijk onderdeel van het ontwerpproces van printplaten. Het voorkomt dat EMI, of elektromagnetische interferentie, interfereert met de printplaat. EMI wordt veroorzaakt door elektrische signalen die vaak een hogere frequentie hebben dan de printplaat zelf. Metalen schilden of blikken op de printplaat helpen dit soort interferentie te blokkeren. Afscherming is een belangrijk aspect van PCB-ontwerp, ongeacht of de printplaat ontworpen is voor analoge of digitale schakelingen.

Meestal bestaat het afschermingsmateriaal uit meerdere koperlagen. Deze koperlagen zijn met elkaar verbonden door middel van gestikte vias en de afschermingslaag zit ertussen geklemd. Een massieve koperlaag biedt een hogere afscherming, terwijl koperen lagen met kruisgleufjes afscherming bieden zonder de flexibiliteit in gevaar te brengen.

Afschermingsmaterialen zijn vaak gemaakt van koper of tin. Deze metalen zijn nuttig voor het afschermen van circuits, omdat ze ze isoleren van de rest van de printplaat. Afscherming kan ook de dikte van een flexibel circuit veranderen. Hierdoor kan de buigcapaciteit afnemen. Afschermingsmaterialen moeten zorgvuldig gekozen worden, omdat er bepaalde grenzen zijn aan hoe flexibel een printplaat kan zijn.

Aarding

Aarding bij het ontwerp van printplaten is belangrijk om de signaalintegriteit te behouden en EMI te minimaliseren. Een referentie-aardingsvlak biedt een schoon retourpad voor signalen en schermt hogesnelheidscircuits af van EMI. Een goede PCB-aarding kan ook helpen bij stroomcircuits. Er zijn echter verschillende factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het PCB circuitontwerp voordat u begint.

Isoleer eerst de analoge massapunten van de voedingsprint. Dit kan spanningspieken op de voedingsprint voorkomen. Verdeel bovendien ontkoppelcondensatoren over de printplaat. Voor digitale componenten gebruikt u best een ontkoppelcondensator met dezelfde waarde als de voedingsprintplaat. Ten tweede, vermijd het verdelen van de massaplaat over meer dan één laag, wat de lusoppervlakte zal vergroten.

Massaplaten mogen niet te dicht bij de elektronische componenten liggen. Elektromagnetische inductie (EMI) zorgt ervoor dat signalen gekoppeld worden als twee sporen te dicht bij elkaar geplaatst worden. Dit fenomeen staat bekend als overspraak. Aardvlakken zijn ontworpen om overspraak te minimaliseren en EMI te verminderen.

Transmissielijnen

Transmissielijnen zijn belangrijk voor het ontwerp van printplaten omdat ze de functionaliteit van de printplaat kunnen beïnvloeden. De eigenschappen van een transmissielijn omvatten karakteristieke impedantie en voortplantingsvertraging. Als deze parameters niet onder controle zijn, kunnen ze signaalreflecties en elektromagnetische ruis veroorzaken. Dit vermindert de signaalkwaliteit en kan de integriteit van de printplaat in gevaar brengen.

Transmissielijnen kunnen verschillende vormen hebben, waaronder striplijnen en coplanaire golfgeleiders. Elk type transmissielijn heeft een karakteristieke impedantie, die bepaald wordt door de breedte en dikte van de geleidende strip. In tegenstelling tot andere typen transmissielijnen hebben striplijnen geen enkele massaplaat nodig, omdat hun geleidende strip tussen twee verschillende lagen kan liggen.

Een ander type transmissielijn zijn microstrips, die meestal gebruikt worden op de buitenste laag van een printplaat. Deze types sporen hebben een hoge karakteristieke impedantie, die varieert met de frequentie. Dit verschil in impedantie leidt tot weerkaatsing van het signaal, dat de andere kant op gaat. Om dit effect te vermijden, moet de impedantie gelijk zijn aan de uitgangsimpedantie van de bron.

Laagdoorlaatfilters

Laagdoorlaatfilters worden gebruikt om signalen, zoals radiogolven, bij lage frequenties te filteren. Het gebruik van condensatoren als laagdoorlaatfilters in een printplaatontwerp kan de prestaties van een schakeling verbeteren. Het is echter niet altijd mogelijk om printplaatmateriaal van Rogers 4003 te gebruiken en het is niet altijd op de markt verkrijgbaar.

Ferrieten worden vaak gebruikt als laagdoorlaatfilters, maar dit materiaal is gevoelig voor verzadiging wanneer het wordt blootgesteld aan gelijkstroom. Daarom is het niet altijd mogelijk om het als een laagdoorlaatelement te gebruiken als de impedantie van het circuit hoger is dan de impedantie van het ferriet.