Circuiti stampati per i principianti-Tecniche di progettazione di un PCB
Circuiti stampati per i principianti-Progetti di schede per circuiti stampati La progettazione di una scheda per circuiti stampati comporta un processo sistematico con fasi o passaggi definiti. Non si tratta solo di mettere insieme alcuni componenti elettrici, ma di molto di più. Una semplice tecnica di progettazione comprende le seguenti fasi:
1. Acquisizione dei requisiti di progettazione
2. Assicurarsi i componenti giusti
3. Disegnare le traiettorie che collegano i componenti tra loro
4. Installazione di ogni componente secondo il progetto
5. Test del PCB finito
Problemi comuni che riguardano i progetti di circuiti stampati
Se il PCB non è stato progettato utilizzando fasi e metodi appropriati, la qualità e il funzionamento del PCB ne risentiranno. È necessario seguire misure, distanze e precauzioni standardizzate, che possono prevenire i guasti del circuito stampato.
Nella progettazione dei circuiti stampati si riscontrano di solito tre problemi che dobbiamo evitare:
A. Circuiti stampati per i principianti-Interferenze elettromagnetiche:
Il fallimento dei prototipi di PCB. Le cattive tecniche di progettazione dei circuiti stampati sono state implicate nei problemi di EMI dei circuiti stampati. I seguenti suggerimenti per la progettazione di PCB sono necessari per ridurre le EMI indesiderate nel circuito:
1. Il circuito stampato deve essere schermato con uno schermo metallico per ridurre la quantità di EMI proveniente dall’ambiente esterno.
2. Piegare le tracce del PCB con un angolo di 45 gradi rispetto al bordo del PCB per evitare la propagazione delle EMI attraverso il lato.
3. Evitare microstrisce, cambi di strato e instradamento di segnali veloci.
4. Usare strip-line e lasciare che le tracce differenziali siano in prossimità.
5. Adottare un’impedenza controllata che sopprima le EMI e faccia coincidere l’impedenza di linea con l’impedenza della sorgente.
6. Adottare pratiche di messa a terra adeguate per prevenire i difetti della linea di trasmissione.
7. Utilizzare condensatori di disaccoppiamento per la trasmissione di segnali veloci per ridurre le emissioni.
8. Evitare il più possibile l’uso di antenne e posizionare i componenti sensibili lontano dai segnali di interferenza.
B: Circuiti stampati per i principianti-Problemi di gestione termica:
Il problema della dissipazione del calore può causare molti danni al PCB o ostacolarne significativamente le prestazioni. Scoprite la quantità di energia consumata da ciascun componente, perché di solito l’energia consumata corrisponde alla quantità di calore dissipato.
Individuate i componenti che rilasciano più calore e valutate la loro strategia di dissipazione. Utilizzate una ventola o dei dissipatori per facilitare la dissipazione del calore per i componenti più potenti e posizionate le parti delicate lontano da essi.
C. Circuiti stampati per i principianti-Integrità del segnale:
I pacchetti software per la progettazione di PCB dispongono di funzioni di valutazione dell’integrità del segnale per verificarla man mano che si procede con la progettazione. I seguenti suggerimenti consentono di ridurre i problemi di integrità del segnale:
1. Assicurarsi che le linee di trasmissione siano dotate di piani di terra sotto di esse per evitare problemi di linea di trasmissione.
2. Adottare un’impedenza della linea di trasmissione che corrisponda all’impedenza di terra per evitare un disadattamento tra l’impedenza del trasmettitore di carico e la linea.
3. Adottare metodi di messa a terra adeguati ed evitare la commutazione simultanea delle linee di uscita.
4. Ridurre il più possibile l’induttanza e la capacità reciproca per evitare effetti di diafonia.
Componenti dei progetti di circuiti stampati
La scelta dei componenti dei progetti di circuiti stampati deve essere particolarmente accurata. Non si vogliono utilizzare ingredienti che sarà difficile reperire sul mercato al momento del bisogno. Gli elementi selezionati sono facilmente sostituibili e manutenibili. A tal fine, è necessario considerare l’affidabilità del produttore dei componenti e la disponibilità dei componenti selezionati sul mercato. È inoltre necessario considerare il costo dei componenti e il costo della manutenzione.
È necessario anche conoscere i materiali utilizzati per la produzione di ciascun componente. Il materiale utilizzato influisce su fattori quali la resistenza, la qualità, la durata, il costo, la capacità di assorbimento dell’umidità, i costi di manutenzione, la resistenza alle fiamme, ecc.
Circuiti stampati per i principianti-Dimensioni del PCB
Ogni produttore di PCB ha le sue specifiche di progettazione preferite, tra cui la larghezza delle tracce e la spaziatura dei componenti. È vostra responsabilità scoprire ciò di cui avete bisogno e basare la ricerca di un produttore sui vostri requisiti. Se non sapete di cosa avete bisogno prima di consultare i produttori, la maggior parte di loro vi proporrà solo ciò che fa al caso loro invece di soddisfare le vostre esigenze.
Circuiti stampati per i principianti-Buone capacità di saldatura
Per realizzare circuiti stampati ideali è necessaria una perfetta capacità di saldatura. I problemi dei circuiti stampati, come i cortocircuiti, possono essere associati a problemi di saldatura. I seguenti suggerimenti vi forniranno alcune informazioni necessarie per un processo di saldatura perfetto.
1. Saldare i componenti piccoli o meno sensibili prima dei componenti grandi o fragili
È consigliabile saldare prima le parti minori del PCB e poi gli elementi più importanti. Se si saldano prima i componenti vitali, l’accesso alle parti piccole potrebbe essere bloccato, causando un’ostruzione della saldatura. Inoltre, saldate i componenti sensibili alla fine per evitare che si danneggino durante la saldatura dei componenti meno sensibili.
2. Assicurarsi che la punta del saldatore sia pulita
Quando la punta del saldatore è pulita, si ottiene un giunto di saldatura di qualità, perché facilita una migliore conduzione del calore. Pertanto, assicuratevi di utilizzare una punta di saldatore generosa. Un metodo eccellente per garantirlo è quello di utilizzare una spugna bagnata per pulirla.
3. Assicurarsi della formazione dei giunti di saldatura
Non è raro trovare connessioni di saldatura mancanti in circuiti complessi. Verificate la presenza di giunti di saldatura dopo aver saldato ogni componente per evitare frustrazioni alla fine del lavoro.
4. Utilizzare dissipatori di calore o ventole per i componenti potenti
I componenti potenti producono molto calore ed è necessario garantire un’adeguata dissipazione del calore sulla scheda. Utilizzate dissipatori o ventole per facilitare la dissipazione del calore e per collegare i fili dei componenti sensibili.
Leggete il nostro articolo “Saldatura dei circuiti stampati – Metodi e tecniche per ridurre i problemi” per ottenere tutte le informazioni necessarie per un processo di saldatura dei circuiti stampati di successo.
Circuiti stampati per i principianti-Progetti di circuiti stampati File prodotti
Quando sviluppate il layout di un circuito stampato, il file con cui lavorate è diverso da quello che serve al produttore per svolgere il suo lavoro. I dati modificati sono quelli compatibili con il software CAD (come DipTrace). Si chiama file di progetto. Ma in questo formato è per lo più inutile per il produttore. I file Gerber richiesti dal produttore sono generalmente chiamati file del produttore.
Un altro file di produzione richiesto dal produttore è il file di foratura. Questo file indica la posizione e le dimensioni di tutti i fori che passeranno attraverso il PCB.
Ora, ogni produttore ha i suoi requisiti per i file Gerber, a seconda dell’apparecchiatura di produzione. La generazione del file Gerber è una delle fasi più complicate della progettazione di un PCB e il processo richiede esperienza e competenza. Gli errori possono causare ritardi nella produzione o un prodotto non funzionante.
Chiedete al produttore scelto istruzioni specifiche sul processo di generazione dei file Gerber e dei file Drill utilizzando gli strumenti CAD consigliati. In seguito, la cosa più intelligente da fare è utilizzare il software CAD consigliato e seguire le istruzioni per ottenere i dati necessari.
In alternativa, si possono trovare produttori che accettano i file di progetto nei loro formati grezzi per evitare il complesso processo di generazione dei file Gerber. Questi produttori generano essi stessi i file del produttore con mezzi automatizzati.
Scegliere il fornitore giusto per i progetti di circuiti stampati
Il successo dei progetti di schede a circuito dipende dall’efficacia del produttore di PCB e del fornitore di componenti. Scegliete un produttore in grado di guidarvi attraverso il processo di produzione con totale onestà e dedizione al successo dei progetti di circuiti stampati. Fate una ricerca sulle capacità, la vicinanza e l’affidabilità del produttore.
Inoltre, acquistate i componenti del PCB da un fornitore testato e affidabile. È consigliabile scegliere un produttore e un fornitore di componenti sulla base delle raccomandazioni di persone più esperte del settore.
Circuiti stampati per i principianti-Sintesi
Senza dubbio, le cose più complicate della produzione di circuiti stampati non sono molte, anche per gli esperti che hanno completato diversi progetti di circuiti stampati. E pensare di essere un principiante potrebbe spaventare. Ma come vi è stato assicurato all’inizio, non fatevi prendere dal panico. I suggerimenti di cui sopra vi guideranno verso il successo.
Scegliete le tecniche, i componenti e i produttori giusti, utilizzate ottime capacità di saldatura e file di progetto ed evitate i problemi comuni dei circuiti stampati sopra elencati. Se avete ancora bisogno di una guida o siete alla ricerca di un produttore di PCB affidabile per i vostri progetti di circuiti stampati, contattateci oggi stesso a WellPCB. Saremo lieti di aiutarvi.
