SMD vs THT vs SMT

SMD vs THT vs SMT

Podejmując decyzję o wyborze typu płytki PCB, ważne jest, aby zrozumieć różnice między SMD i THT. Każdy typ ma swoje zalety i wady. SMT wymaga zaawansowanego sprzętu i niestandardowego szablonu, podczas gdy THT wykorzystuje ręczne lutowanie do mocowania komponentów. Ze względu na te różnice, SMT jest generalnie lepszym wyborem do produkcji na dużą skalę i do zastosowań wymagających dużej prędkości. Z kolei THT jest bardziej odpowiednie dla mniejszych projektów i prototypów.

smd vs tht vs smt

W elektronice technologia montażu powierzchniowego odnosi się do procesu montażu komponentów elektronicznych bezpośrednio na płytce drukowanej. Jej zalety obejmują możliwość produkcji mniejszych płytek PCB. Zastępuje ona tradycyjną technologię otworów przelotowych.

Zazwyczaj komponenty SMD są mniejsze niż ich odpowiedniki z otworami przelotowymi i mają zaciski stykowe na końcu korpusu komponentu. Wiele komponentów jest dostępnych w obudowach SMD, w tym kondensatory, cewki indukcyjne i rezystory.

Urządzenia do montażu powierzchniowego są generalnie tańsze niż ich odpowiedniki z otworami przelotowymi, ale wymagają bardziej zaawansowanej technologii produkcji i projektowania. Zwiększona inwestycja kapitałowa jest równoważona wyższą wydajnością dzięki w pełni zautomatyzowanej konfiguracji. Krótszy czas produkcji sprawia, że są one lepszym wyborem dla wielu producentów.

Główne różnice między komponentami SMT i TH to stabilność mechaniczna i wymagania dotyczące drobnych podziałek. Oprócz tego, że są tańsze, komponenty SMT są łatwiejsze w montażu w dużych ilościach, zwłaszcza w przypadku mniejszych części. Korzystając z maszyn Pick and Place i pieca rozpływowego, komponenty SMT są montowane z dużą prędkością. Komponenty SMT wymagają jednak więcej szkoleń i drogiego sprzętu do ich prawidłowego lutowania.

THT wymaga więcej wiercenia niż SMT, ale zapewnia silniejsze wiązania mechaniczne. Nadaje się do zastosowań o wysokiej niezawodności, w których komponenty są narażone na większe obciążenia. Jednak dodatkowe wiercenie jest wadą i zwiększa koszt płytki drukowanej.

Podczas gdy SMT wymaga mniej wiercenia PCB, montaż przewlekany może być znacznie droższy. Może być jednak bardziej wydajny. Ponadto SMT może produkować mniejsze płytki PCB z mniejszą liczbą wywierconych otworów, co pozwala zaoszczędzić pieniądze. Ponadto SMT wykorzystuje zautomatyzowane maszyny do umieszczania komponentów, co czyni go tańszym niż THT.

Technologia montażu powierzchniowego jest przyjazną dla budżetu alternatywą dla technologii otworów przelotowych, która wymaga wysoko wykwalifikowanych operatorów i drogiego sprzętu. Oprócz oszczędności, komponenty do montażu powierzchniowego są bardziej niezawodne niż komponenty do montażu przewlekanego. Technologia montażu powierzchniowego pozwala również na większą gęstość komponentów na jednostkę powierzchni.

Komponenty SMT są jednak często mniejsze niż komponenty przewlekane. Ze względu na swój rozmiar często wymagają powiększenia, aby odczytać ich oznaczenia. Sprawia to, że są one mniej pożądane do prototypowania, przeróbek i napraw, ale możliwe jest naprawienie tych komponentów za pomocą lutownicy. Wymaga to jednak znacznych umiejętności i nie zawsze jest wykonalne.

Urządzenia do montażu powierzchniowego mają wiele kształtów i są wykonane z różnych materiałów. Są one podzielone na różne kategorie. Niektóre są pasywne, jak kondensatory i rezystory. Inne są aktywne, takie jak diody. Urządzenie mieszane może łączyć oba typy urządzeń, takie jak układ scalony.

Technologia montażu powierzchniowego staje się podstawą przemysłu PCB, ale ważne jest, aby pamiętać, że technologia otworów przelotowych może być lepsza dla niektórych zastosowań. Jest ona bardziej niezawodna niż technologia montażu powierzchniowego i jest wykorzystywana w wielu zastosowaniach wojskowych. Łatwiej jest również testować, prototypować i wymieniać komponenty. Płytka prototypowa z komponentami przewlekanymi jest idealna do prototypowania.

6 podstawowych zasad projektowania PCB

6 podstawowych zasad projektowania PCB

Układ PCB obejmuje projektowanie obwodu z wieloma warstwami. Niektóre z podstawowych zasad projektowania PCB są następujące: Unikaj wielu płaszczyzn uziemienia. Sygnały obwodów analogowych powinny być bezpośrednie i krótkie. Unikaj używania trzech różnych kondensatorów na jednej płytce drukowanej. Możesz również przeczytać nasze artykuły na temat projektowania wielowarstwowych obwodów drukowanych i projektowania wielowarstwowych obwodów drukowanych.

Projektowanie wielowarstwowej płytki drukowanej

Podczas projektowania wielowarstwowej płytki PCB należy wziąć pod uwagę kilka ważnych kwestii. Jedną z nich jest to, że miedziane ścieżki powinny zachować integralność sygnału i zasilania. Jeśli tak nie jest, mogą one wpływać na jakość prądu. Dlatego konieczne jest stosowanie ścieżek o kontrolowanej impedancji. Ścieżki te powinny być grubsze niż zwykle, aby zapobiec przegrzaniu.

Gdy już wiesz, czego chcesz, możesz rozpocząć projektowanie PCB. Pierwszym krokiem w projektowaniu wielowarstwowej płytki PCB jest stworzenie schematu. Będzie on służył jako podstawa dla całego projektu. Zacznij od otwarcia okna edytora schematów. Następnie możesz dodawać i obracać szczegóły według potrzeb. Upewnij się, że schemat jest dokładny.

Tworzenie pojedynczej płaszczyzny uziemienia

Utworzenie pojedynczej płaszczyzny uziemienia na układzie PCB pomaga zmniejszyć ilość nierównomiernych napięć na płytce drukowanej. Osiąga się to poprzez tworzenie przelotek lub otworów przelotowych w celu połączenia płaszczyzny uziemienia z innymi częściami płytki. Pomaga to również zredukować szum wytwarzany przez zmiany prądu powrotnego.

Podczas definiowania płaszczyzny uziemienia na płytce drukowanej należy upewnić się, że płaszczyzna uziemienia nie jest pokryta przewodzącymi pierścieniami, ponieważ może to prowadzić do zakłóceń elektromagnetycznych, a nawet pętli uziemienia. Idealnie, płaszczyzna uziemienia powinna znajdować się pod komponentami elektronicznymi. Może być konieczna zmiana rozmieszczenia niektórych ścieżek i komponentów, aby dopasować je do płaszczyzny uziemienia.

Utrzymywanie bezpośrednich i krótkich sygnałów obwodu analogowego

Podczas wdrażania układu PCB dla obwodów analogowych ważne jest, aby ścieżki sygnału analogowego były krótkie i bezpośrednie. Ponadto komponenty analogowe muszą znajdować się blisko siebie, co uprości bezpośrednie trasowanie. Utrzymywanie hałaśliwych komponentów analogowych blisko środka płytki również pomoże zmniejszyć hałas.

Oprócz utrzymywania bezpośrednich i krótkich sygnałów obwodów analogowych, projektanci powinni również unikać blokowania ścieżek powrotnych. Podziały płaszczyzn, przelotki, szczeliny i wycięcia mogą powodować zakłócenia, ponieważ sygnał analogowy szuka najkrótszej ścieżki powrotnej do swojego źródła. W rezultacie sygnał może wędrować w pobliżu płaszczyzny uziemienia, generując znaczne zakłócenia.

Unikanie trzech różnych kondensatorów

Podczas projektowania układu PCB, najlepiej jest unikać umieszczania trzech różnych kondensatorów na pinach zasilania. Taki układ może prowadzić do większej liczby problemów, niż je rozwiązywać. Jednym ze sposobów uniknięcia trzech różnych kondensatorów jest użycie ścieżek i wypełnienia kasetonowego. Następnie należy umieścić je jak najbliżej pinu urządzenia.

Nie zawsze jest to jednak możliwe, ponieważ odległość między śladami nie zawsze jest taka, jak obliczono w fazie projektowania. Jest to częsty problem, który może prowadzić do problemów podczas procesu montażu. Rozważając rozmieszczenie, należy pamiętać, że rozmieszczenie każdego komponentu ma kluczowe znaczenie dla jego funkcjonalności.

Korzystanie z miedzianej warstwy zasilania

Wykorzystanie miedzi w warstwie zasilania w układzie PCB wymaga odpowiedniego planowania. W tej części płytki należy przydzielić określony obszar płytki dla sieci zasilania. Do przydzielenia tego obszaru można również użyć podziału warstwy wewnętrznej. Aby dodać tę warstwę, należy użyć polecenia "PLACE-SPLIT PLANE", a następnie wybrać sieć, która ma zostać przydzielona do podziału. Po przydzieleniu obszaru warstwy zasilania można użyć techniki układania miedzi, aby umieścić miedź w podzielonym obszarze.

Oprócz uzyskania równomiernego pokrycia miedzią, należy upewnić się, że grubość płytki jest zgodna z jej rdzeniem. Samo użycie symetrii płaszczyzny zasilania nie zagwarantuje idealnego pokrycia miedzią, ponieważ miedź w tej części będzie się rozrywać podczas trasowania konturowego. Miedź do krawędzi płytki również nie będzie kompatybilna z technikami punktowania (V-cut). Aby uniknąć tego problemu, zaleca się wskazanie strefy miedzi na warstwie mechanicznej o minimalnej szerokości 0,5 mm.

Korzystanie z listy wytycznych do umieszczania komponentów na płytce drukowanej

Korzystanie z listy wytycznych w celu umieszczenia komponentu na płytce PCB może pomóc zminimalizować całkowity koszt opracowania nowego produktu, jednocześnie skracając cykl rozwoju produktu. Wytyczne te pomagają również zapewnić płynne przejście od prototypu do produkcji. Wytyczne te mają zastosowanie zarówno do obwodów analogowych, jak i cyfrowych.

Większość projektantów płytek drukowanych kieruje się zestawem wytycznych podczas projektowania PCB. Na przykład, typową zasadą projektowania płytek jest minimalizacja długości ścieżek zegara cyfrowego. Wielu projektantów nie rozumie jednak w pełni przesłanek stojących za tymi wytycznymi. Między innymi, szybkie ścieżki nie mogą przecinać przerw w płaszczyźnie powrotnej sygnału.

Jak zminimalizować efekt RF w projektowaniu połączeń PCB

Jak zminimalizować efekt RF w projektowaniu połączeń PCB

Istnieje wiele różnych sposobów na zminimalizowanie efektu RF w projekcie połączenia PCB. Niektóre z nich obejmują upewnienie się, że ścieżki nie znajdują się blisko siebie, użycie siatki uziemienia i oddzielenie linii transmisji RF od innych ścieżek.

Konfiguracja wielowarstwowa

Efekt RF w projektowaniu połączeń PCB jest częstym problemem. Efekt ten występuje głównie z powodu nieidealnych właściwości obwodu. Na przykład, jeśli układ scalony jest umieszczony na dwóch różnych płytkach drukowanych, jego zakres działania, emisja harmonicznych i podatność na zakłócenia będą drastycznie różne.

Aby zminimalizować ten efekt, konieczna jest wielowarstwowa konfiguracja. Taka płytka powinna mieć rozsądny układ, impedancję wysokiej częstotliwości i proste okablowanie niskiej częstotliwości. Zastosowanie odpowiedniego materiału podłoża minimalizuje straty sygnału i pomaga utrzymać stałą impedancję w obwodach. Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ sygnały przechodzą z obwodu do linii transmisyjnych i muszą mieć stałą impedancję.

Impedancja to kolejna kwestia związana z projektowaniem połączeń PCB. Jest to względna impedancja dwóch linii transmisyjnych, zaczynająca się na powierzchni płytki drukowanej i rozciągająca się do złącza lub kabla koncentrycznego. Im wyższa częstotliwość, tym trudniej jest zarządzać impedancją. Dlatego też stosowanie wyższych częstotliwości wydaje się być poważnym wyzwaniem projektowym.

Tworzenie siatki uziemienia

Jednym ze sposobów zmniejszenia efektu rf jest utworzenie siatki uziemienia na płytce drukowanej. Siatka uziemienia to seria sekcji skrzynek połączonych ścieżkami z uziemieniem. Jej celem jest zminimalizowanie ścieżki powrotnej sygnału, przy jednoczesnym zachowaniu niskiej impedancji. Siatka uziemienia może być pojedynczym śladem lub siecią nakładających się śladów.

Płaszczyzna uziemienia działa jako odniesienie do obliczania impedancji ścieżek sygnałowych. W idealnym systemie prąd powrotny pozostaje na tej samej płaszczyźnie co ścieżki sygnałowe. Jednak w rzeczywistych systemach prąd powrotny może odbiegać od idealnej ścieżki z powodu różnych czynników, w tym zmian w miedziowaniu płytki drukowanej i zastosowanego materiału laminatu.

Oddzielanie linii transmisyjnych RF od innych ścieżek

Podczas projektowania obwodów z wieloma ścieżkami ważne jest, aby oddzielić linie transmisji RF od reszty obwodu. Oddzielenie tych ścieżek jest ważne, aby zapobiec przesłuchom. Aby to osiągnąć, najlepiej jest rozmieścić linie transmisyjne RF w odległości co najmniej dwóch szerokości ścieżek od siebie. Odległość ta zmniejsza ilość emisji promieniowania i minimalizuje ryzyko sprzężenia pojemnościowego.

Linie transmisyjne RF są zazwyczaj oddzielone od innych ścieżek liniami paskowymi. W wielowarstwowych płytkach drukowanych linie paskowe są najłatwiejsze do skonstruowania na warstwach wewnętrznych. Podobnie jak mikropaski, linie paskowe mają płaszczyzny uziemienia powyżej i poniżej linii transmisyjnej RF. Podczas gdy linie paskowe oferują lepszą izolację niż mikropaskowe, mają one tendencję do wyższych strat RF. Z tego powodu linie paskowe są zwykle używane do sygnałów RF wysokiego poziomu.

Korzystanie z ceramiki PTFE

Efekt RF jest bardzo realnym problemem w projektowaniu połączeń PCB. Ze względu na wysokie częstotliwości, sygnały przemieszczające się po ścieżce mogą się przesuwać. Powoduje to zmianę stałej dielektrycznej w zależności od prędkości sygnału i geometrii ścieżki. Stała dielektryczna materiału podłoża PCB również wpływa na prędkość sygnału.

Porównując ceramikę z lutowiem, ceramika PTFE ma przewagę nad ceramiką FEP. Ta pierwsza jest tańsza i łatwiejsza w produkcji, ale zmniejsza niezawodność sygnału. Poza tym, ceramika PTFE jest mniej podatna na wchłanianie wilgoci. Jeśli jednak ceramika PTFE zostanie pokryta węglowodorami, absorpcja wilgoci wzrośnie.

Korzystanie z symetrycznego trasowania linii paskowych

Trasowanie paskowe jest powszechnym podejściem w projektowaniu obwodów cyfrowych. Wykorzystuje ono warstwę dielektryczną umieszczoną pomiędzy dwiema płaszczyznami uziemienia z przewodami przewodzącymi sygnał w środku. Metoda ta nazywana jest symetryczną linią paskową. Typowe wymiary linii paskowej to s=2,0, w=3,0, t=1,0 i b=5,0.

Metoda ta ma dwie główne zalety w porównaniu do mikropasków. Pozwala na zastosowanie mniejszych ścieżek, które zapewniają lepszą ochronę przed sygnałami agresora. Ponadto, trasowanie linii paskowych może pomóc zminimalizować wpływ RF na projekt połączenia. Wymaga to jednak starannego rozważenia ułożenia warstw płytki i materiałów dielektrycznych między płaszczyznami uziemienia.

Jeśli chodzi o szerokość ścieżki PCB, nie powinna ona przekraczać dwóch cali. Jest to ważne w przypadku szybkich układów logicznych, których czas narastania/opadania wynosi pięć nanosekund. Zaleca się zakończenie ścieżek PCB szybkich układów logicznych o charakterystycznej impedancji i unikanie pustych przestrzeni w płaszczyźnie odniesienia.

Degradacja EMI po napełnieniu pompy irygacyjnej

Degradacja EMI po napełnieniu pompy irygacyjnej

Istnieją dwa różne sposoby analizy degradacji EMI po napełnieniu pompy irygacyjnej: promieniowanie i przewodzenie. Degradacja EMI po napełnieniu zależy od rodzaju materiału klejącego i sposobu wykonania procesu uziemienia wejściowego. Degradacja EMI jest pogarszana przez etanol i wodę.

Degradacja EMI po napełnieniu

Degradacja EMI po napełnieniu zasilaczy jest często określana jako "efekt napełnienia", który opisuje utratę czułości EMI po napełnieniu zasilacza. Degradacja jest połączeniem promieniowania i przewodzenia. "Efekt wypełnienia" występuje, ponieważ materiały tworzące zasilacz przechodzą szereg zmian. Niektóre z tych zmian mogą być niepożądane, podczas gdy inne mogą być korzystne.

Niepożądana energia elektromagnetyczna (EMI) to promieniowanie, które rozprzestrzenia się w przestrzeni poprzez sprzężenie indukcyjne i pojemnościowe. Ta niepożądana energia jest szkodliwa dla urządzeń elektronicznych i wpływa na ich funkcjonalność. Promieniowanie to jest nieprzewodzące, co oznacza, że sygnał nie jest przewodzony przez metal lub inny materiał. Gdy sygnał przemieszcza się na dużą odległość, jego propagacja ma postać fali. Fala jest zdominowana przez pole promieniowania w dużej odległości, podczas gdy pole indukcyjne dominuje w odległościach przypowierzchniowych. Z drugiej strony promieniowanie niejonizujące nie jonizuje gazów i nie wpływa na urządzenia elektroniczne. Przykłady promieniowania niejonizującego obejmują RF, kuchenki mikrofalowe, podczerwień i światło widzialne.

Elektryczność statyczna to kolejne źródło zakłóceń elektromagnetycznych. Chociaż trudno jest zidentyfikować źródło tego szumu, może on pochodzić z naturalnych źródeł, takich jak wyładowania atmosferyczne. Oprócz wpływu na wydajność urządzeń elektronicznych, EMI może również powodować problemy z bezpieczeństwem w wielu systemach. Najczęstszą przyczyną EMI są wyładowania elektrostatyczne. Osoby nietechniczne rozpoznają ten rodzaj szumu jako zakłócenia radiowe, zniekształcony odbiór telewizyjny i kliknięcia w systemach audio.

Degradacja EMI po napełnieniu wodą

Degradację EMI po napełnieniu wodą po przełączeniu zasilania można podzielić na dwa typy: promieniowanie i przewodzenie. Degradacja EMI po napełnieniu wodą jest zwykle wywoływana przez zmiany temperatury uziemienia wejściowego i materiału przewodzącego użytego do wykonania kondensatora wypełnionego wodą. Materiał przewodzący obejmuje włókna aluminiowe i miedziane, które mają najwyższą wewnętrzną przewodność elektryczną. Powierzchnia tych włókien jest jednak podatna na utlenianie, co może wpływać na przewodność komponentów. Co więcej, niektórzy pozbawieni skrupułów sprzedawcy mogą nie dostarczać spójnych produktów.

EMI może wpływać na bezpieczeństwo i wydajność urządzeń elektrycznych. Te niepożądane sygnały mogą zakłócać komunikację radiową i powodować nieprawidłowe działanie pobliskich urządzeń. Dlatego też ekranowanie EMI jest niezbędnym wymogiem dla urządzeń elektronicznych. Do ekranowania EMI stosowane są różne metody i materiały. Poniżej wymieniono niektóre z nich:

Ciągłe kompozyty z włókna węglowego wykazują lepsze EMI SE i lepiej przewodzą niż ich nieciągłe odpowiedniki. Kompozyt z ciągłych włókien węglowych z matrycą węglową wykazuje SE EMI na poziomie 124 dB. Z drugiej strony, nieciągłe włókna węglowe znacznie zmniejszają SE kompozytów.

Zasilacze impulsowe poprawiły się w stosunku do regulatorów liniowych pod względem wydajności, ale nadal wprowadzają nieciągłe prądy, które mogą negatywnie wpływać na niezawodność systemu. Analiza EMI jest łatwiejsza do przeprowadzenia w przypadku szumów przewodzonych niż szumów promieniowanych. Szum przewodzony można ocenić przy użyciu standardowych technik analizy obwodów.

Degradacja EMI po napełnieniu etanolem

Zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) mogą wpływać na komponenty i urządzenia elektroniczne na wiele sposobów. Na przykład, jeśli kondensator zostanie poddany szczytowemu napięciu, które jest wyższe niż jego napięcie nominalne, może ulec degradacji dielektrycznej. Degeneracja ta może skutkować nieprawidłowym działaniem lub spaleniem, w zależności od charakterystyki komponentu.

Zakłócenia elektromagnetyczne są powszechnym problemem w nowoczesnej technologii. Powodują one nieprawidłowe działanie urządzeń elektronicznych i mogą prowadzić do uszkodzenia systemów komunikacyjnych. Zakłócenia te są powodowane przez różne źródła, w tym iskry ze szczotek silników, przełączniki obwodów zasilania, obciążenia indukcyjne i rezystancyjne, przekaźniki i przerwy w obwodach. Nawet najmniejsza ilość zakłóceń EMI może obniżyć wydajność urządzenia elektronicznego i pogorszyć jego bezpieczeństwo. Najczęstszym źródłem zakłóceń elektromagnetycznych jest wyładowanie elektrostatyczne (ESD), które wiele osób rozpoznaje jako zakłócenia w stacjach radiowych, zniekształcony odbiór telewizji i kliknięcia w systemach audio.

EMI może być również generowane przez zasilacze impulsowe. Zasilacze te są silnymi źródłami zakłóceń EMI i wymagają starannej kontroli. Kluczowe znaczenie ma ilościowe określenie szumu wyjściowego tych zasilaczy w celu zmniejszenia ryzyka EMI. Jest to proces czasochłonny i kosztowny.

Jak elegancko ułożyć sitodruk na PCB

Jak elegancko ułożyć sitodruk na PCB

Jest kilka rzeczy, które należy wziąć pod uwagę podczas korzystania z sitodruku PCB. Po pierwsze, musisz zdecydować, jak rozmieścić znaki sitodruku. Jest to bardzo ważne, ponieważ należy upewnić się, że nie zostaną one umieszczone pod komponentem lub nad przelotką. Ważne jest również, aby upewnić się, że znaki nie są zbyt duże.

Korzystanie z miedzianych podkładek

Układ PCB to wymagający proces, który wymaga starannego planowania. Aby osiągnąć pożądany rezultat, ważne jest użycie odpowiednich narzędzi i technik. Jednym ze sposobów jest użycie PROTEL AUTOTRAX pod DOS, który umożliwia edycję ciągów i układów. Należy jednak pamiętać, że może być konieczne ręczne dostosowanie rozmiarów padów dla dwunożnych komponentów chipowych i czterorzędowych układów scalonych.

Przed rozpoczęciem tworzenia sitodruku należy sprawdzić zalecany układ z CM. Często CM powie, aby sitodruk znajdował się tylko po jednej stronie PCB.

Korzystanie z oznaczeń referencyjnych

Podczas projektowania płytki drukowanej, korzystanie z oznaczeń referencyjnych jest użytecznym sposobem na wyraźną identyfikację komponentów na płytce. Zazwyczaj zaczynają się one od litery, po której następuje wartość liczbowa. Każde oznaczenie referencyjne reprezentuje określoną klasę komponentów. Oznaczenia referencyjne powinny być umieszczone nad komponentem, tak aby były dobrze widoczne po zamontowaniu go na płytce drukowanej. Oznaczenia referencyjne są zwykle malowane żółtą lub białą farbą epoksydową lub sitodrukiem.

Kluczowe znaczenie ma umieszczenie projektantów referencyjnych. Podczas umieszczania komponentu na płytce drukowanej należy upewnić się, że jest on umieszczony jak najbliżej powiązanego z nim komponentu. Podobnie, jeśli komponent jest umieszczony pionowo, jego znacznik referencyjny powinien znajdować się na lewej dolnej krawędzi płytki. Umieszczenie oznaczeń referencyjnych może zmniejszyć liczbę błędów montażowych. Jednak umieszczenie ich pod symbolami komponentów może utrudnić ich odczytanie po zamontowaniu. Ponadto zaleca się, aby nie umieszczać ich na szybkich ścieżkach sygnałowych.

Korzystanie z automatycznego wyrównania

PCBA zawierają różne oznaczenia i informacje wykonane metodą sitodruku. Obejmują one oznaczenia regulacyjne, takie jak RoHS, FCC i CE, a także oznaczenia utylizacji e-odpadów. Ponadto istnieją płytki PCB z oznaczeniami UL, co oznacza, że płytka została wyprodukowana przez producenta posiadającego certyfikat UL.

Warstwy te są następnie łączone ze sobą w procesie znanym jako nakładanie warstw i klejenie. Materiał warstwy zewnętrznej składa się z włókna szklanego lub innego materiału, który został wstępnie zaimpregnowany żywicą epoksydową (prepreg). Pokrywa on również oryginalne podłoże i wytrawione ślady miedzi. Warstwy są następnie montowane na ciężkim stalowym stole. Kołki ściśle przylegają do siebie, aby zapobiec przesuwaniu się warstw.

Pozycjonowanie znaczników referencyjnych jest bardzo ważne. Oznaczniki powinny znajdować się blisko części, którą mają identyfikować, i być odpowiednio obrócone, aby były czytelne. Ważne jest również, aby umieszczana część lub komponent nie były zasłonięte przez sitodruk. Może to utrudnić odczyt.

Ręczne określanie szerokości linii

Istnieje kilka powodów, dla których warto ręcznie określić szerokość linii podczas układania elementów sitodruku PCB. Pierwszym powodem jest to, że szerokość linii będzie miała wpływ na wygląd sitodruku PCB. Jeśli szerokość linii jest zbyt duża lub zbyt mała, mogą wystąpić problemy z ich odczytaniem. Dodatkowo, zbyt mała liczba linii może powodować przeskakiwanie lub rozmycie tekstu. Z tego powodu ważne jest, aby ustawić minimalną szerokość linii na 0,15 mm (sześć milicali). Ogólnie lepiej jest określić szerokość linii od 0,18 mm do 20 mm.

Istnieją również inne kwestie, takie jak rozmiar czcionek sitodruku. Jeśli tworzysz sitodruk dla płytki drukowanej, powinieneś wybrać rozmiar czcionki co najmniej 0,05 cala, aby uzyskać optymalną czytelność. Umieszczając znaczniki referencyjne, należy pozostawić około 5 milicali odstępu między każdą linią. Należy również upewnić się, że są one zorientowane od lewej do prawej i od dołu do góry, aby uniknąć nierównomiernego sitodruku.

Korzystanie z funkcji kreślarskich

Sitodruk PCB jest ważną częścią gotowej płytki drukowanej i powinien być starannie wykonany. Aby sitodruk wyglądał jak najlepiej, należy używać odpowiednich rozmiarów czcionek i szerokości linii. W przeciwnym razie możesz skończyć z plamami atramentu i złym układem sitodruku.

Jednym z najczęstszych błędów sitodruku jest brak wyraźnego oznaczenia spolaryzowanych komponentów. Na przykład, rysując płytkę drukowaną z kondensatorami elektrolitycznymi, zawsze upewnij się, że zaznaczyłeś dodatni pin. W przypadku diod należy zawsze używać symbolu "A" lub "C", aby odróżnić anodę od katody.

Jak za pomocą kilku rezystorów poprawić dokładność multimetru?

Jak za pomocą kilku rezystorów poprawić dokładność multimetru?

Aby poprawić dokładność multimetru, można użyć kilku rezystorów i komponentów. Powinny być one trzymane w miejscu, tak aby pozostawały w kontakcie z sondami multimetru. Nie należy dotykać rezystorów ani podzespołów rękami, ponieważ spowoduje to niedokładne odczyty. Aby uniknąć tego problemu, przymocuj komponenty do płytki prototypowej lub użyj zacisków krokodylkowych, aby utrzymać je na miejscu.

Korzystanie z rezystorów bocznikowych

Wartość rezystancji rezystora bocznikującego jest wyrażana w mikroOhmach. Rezystancja rezystora bocznikowego jest zwykle bardzo mała. Użycie tego typu rezystora poprawia dokładność multimetru, ponieważ nie wprowadza niepożądanych efektów związanych z rezystancją przewodu. Ważne jest jednak, aby używać go z połączeniem Kelvina, ponieważ rezystancja rezystorów bocznikowych ma tendencję do dryfowania wraz z temperaturą otoczenia.

Multimetry są wrażliwe na napięcie obciążenia, więc operatorzy muszą zwracać uwagę na napięcie obciążenia i rozdzielczość. Rzadkie testowanie może skutkować nieoczekiwanymi awariami produktu. Rezystory bocznikowe poprawiają dokładność multimetru, zapewniając dodatkową rozdzielczość. Jest to szczególnie przydatne w przypadku multimetrów stołowych, które mogą wykonywać pomiary w pełnej skali.

Ustawianie prawidłowego zakresu na multimetrze analogowym

Aby ustawić prawidłowy zakres na multimetrze analogowym, zacznij od ustawienia jednostki omów na najniższą wartość. Ogólnie rzecz biorąc, odczyt rezystancji powinien wynosić od 860 do 880 omów. Alternatywnie można użyć niższego zakresu rezystancji 200 omów do nauki i ćwiczeń.

Multimetr z ręcznym zakresem pomiarowym posiada pokrętło z wieloma opcjami wyboru. Zazwyczaj są one oznaczone przedrostkami metrycznymi. Z kolei multimetry z automatycznym zakresem pomiarowym są automatycznie ustawiane na odpowiedni zakres. Ponadto mają one specjalną funkcję testową "Logic" do pomiaru obwodów cyfrowych. W przypadku tej funkcji czerwony przewód (+) podłącza się do anody, a czarny przewód (-) do katody.

Ustawienie zakresu na multimetrze analogowym może wydawać się zniechęcające, zwłaszcza jeśli nigdy wcześniej z niego nie korzystałeś. Zadanie to jest jednak zaskakująco proste i można je wykonać za pomocą kilku rezystorów. Jeśli jesteś świadomy różnych zakresów, z pewnością poradzisz sobie z tym zadaniem.

Korzystanie z precyzyjnych rezystorów wykrywających prąd

Dokładność multimetru można poprawić, stosując precyzyjne rezystory do pomiaru prądu. Komponenty te można nabyć w różnych wersjach. Są one przydatne w zastosowaniach, w których niezbędna jest prawidłowa ilość prądu wpływającego i wypływającego z baterii. Są one również pomocne w zastosowaniach, w których istotna jest wrażliwość na temperaturę.

Optymalny footprint to C, z oczekiwanym błędem pomiaru 1%. Zalecane wymiary footprintu pokazano na rysunku 6. Prowadzenie ścieżki czujnika również odgrywa ważną rolę w określaniu dokładności pomiaru. Najwyższą dokładność uzyskuje się, gdy napięcie czujnika jest mierzone na krawędzi rezystora.

Rezystor wykrywający prąd to rezystor o niskiej wartości, który wykrywa przepływ prądu i przekształca go w napięcie wyjściowe. Jego rezystancja jest zwykle bardzo niska, co minimalizuje straty mocy i spadek napięcia. Jego wartość rezystancji jest zwykle w skali miliomów. Ten typ rezystora jest podobny do standardowych rezystorów elektrycznych, ale jest przeznaczony do pomiaru prądu w czasie rzeczywistym.

Dotknięcie rezystora lub sondy palcami

Multimetry mają również specjalną funkcję, która wykrywa dodatnie i ujemne przewody akumulatora lub zasilacza. Przytrzymanie sondy multimetru przy przewodzie przez kilka sekund pozwoli określić, czy przepływający przez niego prąd jest dodatni czy ujemny. Czerwona sonda jest podłączona do dodatniego zacisku lub przewodu akumulatora.

Używając multimetru do pomiaru rezystancji, należy upewnić się, że obwód nie jest włączony. W przeciwnym razie odczyt może być niedokładny. Należy pamiętać, że rezystancja nie jest tak ważna, jak umiejętność jej pomiaru. Ponadto prąd płynący w obwodzie może uszkodzić multimetr.

Testowanie ciągłości między otworami na płytce drukowanej

Przed pomiarem rezystancji między otworami na płytce drukowanej należy najpierw sprawdzić jej połączenia. Metoda testowa znana jest jako sprawdzanie ciągłości i jest prostym sposobem na określenie, czy dwa połączenia są kompatybilne. Płytka drukowana ma otwory z metalowym zaciskiem sprężynowym pod każdym z nich. Podłącz sondy multimetru do obu tych punktów. Jeśli masz problemy ze znalezieniem ścieżki przewodzącej między tymi punktami, podłącz kilka rezystorów między płytką stykową a multimetrem.

Jeśli używasz multimetru z funkcją programowania, możesz zwiększyć jego dokładność, testując ciągłość między kilkoma otworami naraz. Aby to zrobić, umieść sondy w kolumnach "+" i "-" płytki drukowanej, a następnie zmierz rezystancję między nimi. Jeśli rezystancja jest nieskończona, oznacza to, że dwa rzędy nie są połączone.

Jak sprawdzić wady lutownicze płytki PCB?

Jak sprawdzić wady lutownicze płytki PCB?

Istnieje kilka typowych rodzajów defektów lutowania PCB. Wady te obejmują otwory po kołkach i otwory po wydmuchach. Otwory szpilkowe to małe otwory w złączu lutowniczym, podczas gdy otwory wydmuchowe to większe otwory. Obie te wady są spowodowane niewłaściwym lutowaniem ręcznym. Podczas procesu lutowania wilgoć w płytce jest podgrzewana i zamieniana w gaz, który wydostaje się przez stopiony lut. Kiedy tak się dzieje, płytka staje się pusta i powstają otwory po kołkach i wydmuchach.

Typowe rodzaje defektów lutowania PCB

Kilka powszechnych rodzajów wad lutowania PCB można przypisać niewłaściwym technikom lutowania. Problemy te obejmują nierównomierne nagrzewanie i nierównomierne rozprowadzanie ciepła. Może to prowadzić do nierównomiernego topienia się lutu i może powodować tombstoning komponentów. Problemu tego można uniknąć, stosując odpowiednią pastę lutowniczą i przepuszczając płytkę w odpowiednim zakresie temperatur.

Usterki w procesie lutowania mogą zrujnować piękny projekt PCB. Wady te rzadko są winą projektanta i są bardziej prawdopodobne, że są wynikiem błędu produkcyjnego. Producenci powinni wiedzieć, jak wykryć te problemy podczas fazy inspekcji. W wielu przypadkach problem leży w procesie lutowania na fali.

Inną powszechną wadą jest kulkowanie lutu, które powoduje, że małe kulki lutu przylegają do laminatu lub powierzchni przewodnika. Techniki lutowania PCB powinny zapobiegać tego typu problemom. Płytki PCB z kulkami lutowniczymi będą wyglądać na nierówne i matowe.

Najczęstsze przyczyny

Wady lutownicze są częstymi problemami, które pojawiają się podczas procesu produkcji płytek PCB. Wady te mogą skutkować zwarciami, otwartymi połączeniami lub skrzyżowanymi liniami sygnałowymi. Mogą być również spowodowane wahaniami temperatury i wilgotności lutowia. Ponadto, nieprawidłowo nałożony lut może powodować nierówną powierzchnię i nierówne lutowanie.

Jedną z najczęstszych przyczyn awarii PCB jest ciepło i wilgoć. Różne materiały rozszerzają się i kurczą w różnym tempie, więc ciągłe naprężenia termiczne mogą osłabiać połączenia lutowane i uszkadzać komponenty. Z tego powodu wysokowydajne płytki PCB muszą być w stanie odprowadzać ciepło.

Niewystarczające zwilżenie może również prowadzić do słabych połączeń lutowanych. Lutowanie musi być wykonywane na czystej powierzchni, a lutownica musi być odpowiednio rozgrzana. Niezastosowanie się do tego wymogu może skutkować zimnym złączem, które jest nierówne i nie ma zdolności wiązania.

Typowe metody inspekcji

Istnieją różne metody kontroli PCB, które są wykorzystywane do identyfikacji wad i zapewnienia jakości produktów elektronicznych. Metody te obejmują kontrolę wizualną i testy automatyczne. Testy te są przeprowadzane na kilku etapach procesu montażu PCB. Mogą one wykrywać różne defekty, w tym otwarte połączenia lutowane, brakujące lub nieprawidłowe komponenty oraz mostki lutownicze.

Pierwszym krokiem w identyfikacji wad lutowniczych płytki PCB jest identyfikacja komponentów. Aby to zrobić, należy przypisać oznaczenie referencyjne, które jest literą, po której następuje liczba. Każdy komponent na płytce drukowanej ma unikalne oznaczenie referencyjne. Na przykład rezystor jest oznaczony literą R, podczas gdy kondensator jest oznaczony literą C. Litery te mogą różnić się od standardowych liter, ale są niezawodnym sposobem identyfikacji komponentów. Następnym krokiem jest wybór rodzaju testu kontrolnego. Można to zrobić za pomocą AOI, ICT lub testów funkcjonalnych.

Inną popularną metodą kontroli płytek PCB jest kontrola rentgenowska. Technika ta wykorzystuje maszynę, która umożliwia kontrolę PCB pod dowolnym kątem. Obecnie PCBA123 korzysta z systemu kontroli rentgenowskiej 2D, ale w niedalekiej przyszłości planuje uaktualnienie do systemu 3D AXI.

Środki zapobiegawcze

Wady lutowania płytek PCB mogą być spowodowane przez wiele różnych czynników. Niektóre problemy można łatwo zidentyfikować, podczas gdy inne mogą być niewidoczne. Najlepszym sposobem na sprawdzenie płytek PCB pod kątem tych wad jest użycie automatycznego systemu kontroli wizualnej. Zautomatyzowane systemy kontroli mogą na przykład wykrywać wady połączeń lutowanych i polaryzacji kondensatorów.

Jedną z najczęstszych przyczyn wad lutowania płyt jest to, że lut nie jest w pełni zwilżony. Może się to zdarzyć, gdy lut jest zbyt słabo rozgrzany lub pozostawiony na płytce zbyt długo. Płytka, która nie jest odpowiednio zwilżona, może prowadzić do problemów strukturalnych i wpływać na ogólną wydajność PCB. Istnieje jednak kilka środków zapobiegawczych, które można podjąć w celu poprawy zwilżania płytki.

Innym powodem wad lutowania płytek PCB jest niewłaściwa konstrukcja szablonu. Nieprawidłowo zaprojektowany szablon może spowodować, że kulki lutownicze nie będą w pełni uformowane. Korzystanie z odpowiedniego szablonu może zapobiec wadom kulek lutowniczych i zapewnić wydajność obwodu.

Przyczyny pękania materiału żywicy PCB pod podkładkami BGA podczas przetwarzania SMTP

Przyczyny pękania materiału żywicy PCB pod podkładkami BGA podczas przetwarzania SMTP

Pękanie materiału żywicy PCB występuje z powodu obecności uwięzionej wilgoci. Powodem tego jest wysoka temperatura lutowania, która powoduje wzrost ciśnienia pary. Pęknięcia mogą również wystąpić, ponieważ rozszerzalność cieplna płytki powoduje zmianę odstępów między padami BGA. Aby zmniejszyć ryzyko tego typu usterek, można zastosować alternatywne wykończenia padów, co zmniejsza wpływ termiczny na sąsiednie pakiety.

Uwięziona wilgoć powoduje pęknięcia materiału żywicy PCB

Uwięziona wilgoć może powodować szeroki zakres uszkodzeń PCB, w tym rozwarstwienie, powstawanie pęcherzy i migrację metalu. Może również zmienić stałą dielektryczną i współczynnik rozpraszania, zmniejszając szybkość przełączania obwodu. Wilgoć zwiększa również poziom naprężeń w różnych elementach PCB, w tym w miedzi i polach bga. Może również prowadzić do utleniania na powierzchniach miedzianych, co zmniejsza zwilżalność wykończeń. Dodatkowo może zwiększać występowanie zwarć i przerw elektrycznych. Jest to szczególnie problematyczne, ponieważ produkcja PCB obejmuje wiele etapów, które wymagają użycia wody.

Podczas przetwarzania smt, uwięziona wilgoć może powodować pęknięcia w materiale żywicy PCB. Z tego powodu producenci PCB powinni zwracać uwagę na rozmiar otworu maski lutowniczej. Rozmiar powinien być mniejszy niż pożądany obszar powierzchni. Jeśli obszar padu SMD jest zbyt duży, trudno będzie poprowadzić kulkę lutowniczą.

Temperatury lutowania rozpływowego zwiększają ciśnienie pary

Różne czynniki mogą wpływać na wypaczenia pakietów podczas lutowania BGA. Obejmują one preferencyjne ogrzewanie, efekty cienia i powierzchnie o wysokim współczynniku odbicia. Na szczęście procesy rozpływowe z wymuszoną konwekcją mogą zredukować te efekty.

Wysoka temperatura rozpływu może prowadzić do pogorszenia stanu wypustki lutowniczej. Wzrost temperatury może prowadzić do zmniejszenia wysokości złącza lutowniczego, w wyniku czego odstęp lutowniczy jest mniejszy niż pierwotna wysokość wypustu lutowniczego.

Kształt podkładki mocującej jest również ważnym czynnikiem wpływającym na wytrzymałość połączenia lutowanego. Zaleca się stosowanie większych, szerszych padów niż mniejszych. Zwiększona powierzchnia zwiększa ryzyko pęknięcia.

Lepki strumień zmniejsza wpływ termiczny na sąsiednie pakiety

Tacky flux to termoutwardzalny materiał stosowany podczas montażu układów scalonych i pakietów flip chip. Jego skład składa się z reaktywnych substancji chemicznych, które są rozpuszczane w materiale wypełniającym podczas ogrzewania rozpływowego. Po utwardzeniu, lepki topnik staje się częścią struktury netto końcowego pakietu.

Topniki, będące chemicznymi środkami zwilżającymi, ułatwiają proces lutowania poprzez zmniejszenie napięcia powierzchniowego stopionego lutowia, umożliwiając jego swobodniejszy przepływ. Mogą być nakładane przez zanurzanie, drukowanie lub przenoszenie za pomocą szpilek. W wielu przypadkach są one kompatybilne z wypełniaczami epoksydowymi. Umożliwia to zmniejszenie wpływu termicznego sąsiednich pakietów podczas przetwarzania smt.

Użycie lepkiego topnika zmniejsza wpływ termiczny na sąsiednie pakiety podczas lutowania. Metoda ta ma jednak pewne ograniczenia. Kilka czynników może spowodować awarię topnika. Zanieczyszczenia w topniku mogą zakłócać proces lutowania, osłabiając połączenie lutowane. Ponadto wymaga kosztownego sprzętu do prawidłowego oczyszczenia pasty lutowniczej przed lutowaniem.

Alternatywne wykończenia podkładek

Na propagację pęknięć na płytce PCB może mieć wpływ zastosowane wykończenie padów. Opracowano różne metody rozwiązania tego problemu. Jedną z nich jest zastosowanie organicznego środka konserwującego lutowność. Środek ten skutecznie zapobiega utlenianiu padów. Ponadto pomaga utrzymać jakość połączenia lutowanego.

Geometria padów określa sztywność płytki. Określa ona również otwór maski lutowniczej. Grubość płytki i materiały użyte do stworzenia każdej warstwy wpływają na sztywność płytki. Ogólnie rzecz biorąc, optymalny stosunek padów do urządzeń wynosi 1:1.

Metody testowe charakteryzujące pękanie materiału żywicy pcb

Dostępne są różne metody testowania w celu scharakteryzowania wydajności materiałów żywicznych PCB podczas przetwarzania SMTP. Obejmują one charakterystykę elektryczną, metody nieniszczące i testy właściwości fizycznych. W niektórych przypadkach, kombinacja tych testów może być wykorzystana do wykrycia kraterowania padów.

Jedną z metod identyfikacji pęknięć jest pomiar odległości między pinami. Zazwyczaj 0,004 cala jest dopuszczalne dla pakietów peryferyjnych, a 0,008 cala jest dopuszczalne dla pakietów BGA. Inną metodą testową do scharakteryzowania materiału żywicy PCB jest pomiar współczynnika rozszerzalności cieplnej. Współczynnik ten jest wyrażany jako ppm/stopień Celsjusza.

Inną metodą jest technika flip chip. Proces ten umożliwia wytwarzanie podłoży BGA typu flip chip o wysokiej gęstości. Jest on szeroko stosowany w zaawansowanych opakowaniach układów scalonych. Proces flip chip wymaga wysokiej jakości wykończenia, które jest jednolite i wolne od zanieczyszczeń w celu zapewnienia lutowności. Zazwyczaj uzyskuje się je poprzez bezprądowe niklowanie miedzianej podkładki i cienką warstwę złota zanurzeniowego. Grubość warstwy ENIG zależy od żywotności zespołu PCB, ale zwykle wynosi około 5 um dla niklu i 0,05 um dla złota.

Czy linia kontroli impedancji zwiększa koszt płytki PCB?

Czy linia kontroli impedancji zwiększa koszt płytki PCB?

Kontrola impedancji jest ważną cechą, która wpływa na wydajność płytek drukowanych. Producent może kontrolować impedancję płytki PCB, dostosowując konfigurację ścieżek i stałą dielektryczną materiału PCB. Istotne jest, aby projektanci płytek z wyprzedzeniem przekazali swoje wymagania dotyczące impedancji.

Linia kontroli impedancji redukuje problemy związane z zakłóceniami elektromagnetycznymi

Korzystanie z linii kontroli impedancji zmniejsza problemy związane z EMI poprzez zmniejszenie prądu, który może przepływać przez linię. Jak wiadomo, im wyższy prąd, tym wyższa emisja. Jednak dzięki zastosowaniu linii kontroli impedancji można znacznie zmniejszyć natężenie prądu do poziomu, który nie będzie powodował problemów ze sprzętem.

Zwiększa to koszty

Dodanie linii kontroli impedancji (ICL) do płytki PCB może zwiększyć jej koszt. Ten komponent jest niezbędny dla produktów RF i wykorzystuje wielowarstwową konstrukcję FR-4. Platerowane otwory przelotowe na jednej warstwie łączą ścieżki na innych warstwach. Alternatywnie, złożone struktury wykorzystują zakopane i ślepe przelotki, które łączą tylko wewnętrzne warstwy. Najdroższe ICL przechodzą przez wszystkie warstwy płytki.

Podczas określania linii kontroli impedancji należy pamiętać o jak największej szczegółowości. W przeciwnym razie producent może być zmuszony do odbycia kilku podróży w obie strony z zespołem projektowym w celu potwierdzenia krytycznej specyfikacji. Może to spowodować stratę cennego czasu. Dostarczając jak najwięcej szczegółów, możesz pomóc w zapewnieniu płynnego i wydajnego projektu. Co więcej, należy pamiętać, że dozwolona jest tylko jedna szerokość ścieżki na warstwę PCB, więc ważne jest, aby określić, która wartość zostanie użyta.

Impedancja jest istotnym parametrem PCB. Parametr ten wynosi średnio od 25 do 120 omów. Ogólnie rzecz biorąc, impedancja jest kombinacją indukcyjności i pojemności i zależy od częstotliwości. W niektórych zastosowaniach cyfrowych kontrolowana impedancja jest niezbędna do utrzymania czystości sygnału i integralności danych.

Wpływa na jakość

Linia kontroli impedancji może wpływać na jakość płytki PCB na wiele sposobów. Niedopasowana impedancja może powodować odbicia fal sygnałowych, w wyniku czego sygnał nie jest czystą falą prostokątną. Może to powodować zakłócenia elektromagnetyczne i zlokalizowane promieniowanie, a także wpływać na wrażliwe komponenty. Właściwa linia kontroli impedancji dla projektu PCB ma zasadnicze znaczenie dla niezawodności PCB.

Aby uzyskać najlepszą jakość PCB, wybierz producenta z doświadczonym zespołem projektantów i inżynierów. Upewnij się, że przestrzega on standardów jakości i dostarczy Twoje zamówienie na czas. Ogólnie rzecz biorąc, zaleca się korzystanie z usług producenta z co najmniej 10-letnim doświadczeniem. Niektóre firmy oferują również usługi po niższych cenach.

Kontrolowana impedancja jest niezbędna w przypadku płytek drukowanych z szybkimi sygnałami i urządzeniami o dużej mocy. Płytki PCB o kontrolowanej impedancji zapewniają, że urządzenia te działają zgodnie z oczekiwaniami, zużywają mniej energii i działają dłużej. Podczas projektowania płytki drukowanej ważne jest, aby wziąć pod uwagę poziom impedancji miedzianych ścieżek. Jeśli nie są one dopasowane, pojedynczy impuls odbiciowy może zakłócić działanie obwodu i przenieść się na sąsiednie komponenty.