Избегайте одновременного подключения аналоговых и цифровых схем в конструкциях со смешанными сигналами Руководство по тестированию шелкографии и печатных плат

Когда дизайн доски завершен, пришло время обратить ваше внимание на завершение макета, очистив слой шелкографии и добавив контрольные точки. Справочные марки, номера деталей и другая информация о компании наносятся на печатную плату методом шелкографии. Дизайнеры часто используют слои «трафаретной печати» в своих системах САПР для разработки этих меток.

Чтобы следы шелкографии были читаемыми, дизайнеры следуют следующим рекомендациям:

Ширина линии должна быть не менее 6 мил.

Размер шрифта должен быть не менее 50 мил.

Переименовывает эталонные индикаторы компонентов в соответствии с корпоративным шаблоном сетки, чтобы помочь найти определенные детали на плате.

Перемещайте и поворачивайте контрольные маркеры, чтобы их было легко читать.

При необходимости включите полярность и метку булавки.

Контрольная точка имеет решающее значение для массового производства печатных плат для автоматической проверки сборки. Каждая сеть в проекте должна иметь контрольную точку, независимо от того, является ли эта контрольная точка существующим сквозным контактом, сквозным отверстием или дополнительной контрольной площадкой для поверхностного монтажа. Контрольная точка должна находиться на расстоянии не менее 50 мил от других объектов платы, таких как компоненты или площадки, и на расстоянии не менее 100 мил от края платы. Однако эти значения могут варьироваться от поставщика к поставщику, поэтому обязательно сначала проверьте, каковы требования производителя к контрольным точкам.

Руководство по компоновке блока питания печатной платы

Необычно проектировать печатную плату, которая не включает в себя силовой компонент, но то, что это компонент общего назначения, не означает, что он не создает проблем при проектировании печатной платы. Существует два основных варианта: линейные источники питания и импульсные источники питания. Все это проблемы для компоновки печатных плат.

Линейный источник питания

Линейные схемы питания просты по своей природе, и некоторые компоненты могут быть установлены непосредственно на печатной плате. Проблема заключается в том, что эти схемы неэффективны, что приводит к необходимости управления большими потерями мощности в виде излучения и теплопроводности. Эта проблема может быть сложной, когда термочувствительный элемент установлен на печатной плате или заключен в герметичный корпус для защиты, что ограничивает возможности охлаждения.

Импульсный источник питания

Импульсные схемы питания более сложны, чем линейные источники питания, но более эффективны. Это здорово, потому что сокращает время проектирования для разработчиков печатных плат, занимающихся управлением температурным режимом, но, к сожалению, это приносит другой набор проблем. Коммутационная схема может создавать много электромагнитных шумов, проектировщики печатных плат должны управлять ею. Этот электрический шум может влиять на другие компоненты схемы на печатной плате и может излучаться за пределы платы, воздействуя на близлежащие устройства. В крайних случаях шум, создаваемый цепью питания, может передаваться обратно по основной линии электропередачи и влиять на другие устройства, подключенные к тому же основному источнику питания.

Другая потенциальная проблема шума заключается в том, что схемы с коммутируемым режимом, как правило, создают пульсирующие напряжения на выходе, которые, если ими не управлять должным образом, могут вызывать помехи на плате из-за емкостной или индуктивной связи между параллельными или пучком проводных трасс. Более тонкой проблемой является возможный отскок заземления на печатной плате, на которой смонтирована схема коммутации. Быстрое переключение вызывает временное изменение потенциала заземления точки, в которой узел переключателя на печатной плате подключен к земле. Это вызывает временную разность потенциалов в плоскости заземления платы. В крайних случаях эта разница может привести к тому, что компоненты, находящиеся далеко на плате, будут наблюдать и реагировать на воспринимаемый сигнал, вызванный этой ложной разностью потенциалов.

Руководство по компоновке печатных плат

земля

Если пространство не ограничено, конструкция платы может включать в себя сплошной слой подключения питания для обеспечения электромагнитного экранирования. Если весь слой не может быть использован, по крайней мере, рассмотрите многоугольник земли, который покрывает всю область под узлом блока питания.

Плоскость заземления источника питания должна быть отделена от общего заземления остальной части цепи, чтобы уменьшить эффект шумовой связи. Кроме того, соединение между двумя землями должно быть ограничено точкой на плате, чтобы предотвратить заземление петель.

Микропроводимость

Сделайте цепь блока питания как можно более короткой и широкой, чтобы уменьшить потери сопротивления и электромагнитное шумовое излучение. Заливка полигонов рекомендуется, когда позволяет пространство. Это особенно важно для линейных источников питания, где теплопроводность имеет решающее значение.

Для большего эффекта рекомендуется, чтобы конструкция платы включала сплошной заполняющий внутренний слой со сквозным соединением между источником питания и плоскостью заземления. Следует избегать переключения маршрутизации питания с одного уровня на другой с помощью сквозных отверстий, так как сквозные отверстия будут действовать как точки повышенного импеданса. Несколько сквозных отверстий, соединяющих многоугольники, обеспечивают лучшее решение.

На производительность будет влиять толщина медного слоя, хотя увеличение толщины налагает надбавку к цене, поэтому может быть компромисс между стоимостью и производительностью.

Другим вариантом повышения электропроводности является добавление слоя пайки поверх внешней пластины путем изменения слоя сопротивления пайки. Тем не менее, вы можете получить более высокую производительность, добавив шину печатной платы или внешний провод между точками на плате, где установлен силовой компонент.

Component placement

Поскольку требуется кратчайшая прокладка кабеля, силовые модули должны располагаться как можно ближе друг к другу в наилучшем направлении, чтобы добиться меньшей длины кабеля. Это может включать в себя монтажные детали с обеих сторон платы для достижения этой цели.

Трассировка маршрута

В идеале кабели, передающие чувствительные сигналы, должны находиться подальше от источника питания на неподключенной пластине и отделены от источника питания заземляющим слоем. Сигнальная проводка не должна быть параллельна силовой проводке, по которой проходит источник питания, чтобы предотвратить шумовую связь от источника питания к сигналу. Если приближение неизбежно, сигнальная проводка должна пересекать силовую проводку под углом 90 градусов, чтобы свести к минимуму эффект шумовой связи.

Управление температурным режимом

Все силовые цепи выделяют тепло, поэтому конструкция платы должна включать управление температурным режимом. Следовательно, основным соображением компоновки должно быть размещение элемента, максимально отделяющее нагревательный элемент от термочувствительного элемента, сохраняя при этом длину линии.

Следующее соображение заключалось в том, чтобы использовать медь печатной платы для обеспечения теплопроводности для более равномерного распределения тепла вдали от горячих точек и в областях, которые позволяют рассеивать тепло.

Потенциальная проблема с импульсными источниками питания заключается в том, что цепь управления с обратной связью обычно содержит чувствительный к температуре элемент, который должен быть расположен рядом с нагревательным выключающим элементом. Если не установить этот флажок, горячие точки вызывают нестабильность питания и усугубляют рассеивание тепла.

обобщать

Блок питания может быть источником большинства проблем с нагревом и шумом в печатной плате, поэтому при проектировании платы это необходимо учитывать с самого начала. Хороший дизайн печатной платы начинается с хорошей компоновки блока питания.