В мире электроники печатные платы играют важную роль в обеспечении эффективной работы. Эти пути на печатных платах (ПП) облегчают поток сигналов, питания и данных, соединяя электронные компоненты. Понимание важности и функциональности печатных плат имеет решающее значение для инженеров и проектировщиков. Правильная ширина, длина, импеданс и маршрутизация печатных плат имеют важное значение. В этом всеобъемлющем руководстве рассматриваются принципы проектирования печатных плат, расчеты ширины печатных плат, предложения по улучшению проектирования и методы ремонта печатных плат.
Что такое дорожка печатной платы?
След печатной платы — это проводящий путь на печатной плате, соединяющий электронные компоненты. Обычно это тонкая линия из меди или другого проводящего материала, по которой электрические сигналы передаются между различными компонентами, такими как интегральные схемы, резисторы, конденсаторы и разъемы на печатной плате. Эти трассы предназначены для передачи сигналов и мощности при сохранении определенных электрических характеристик, таких как полное сопротивление, целостность сигнала и минимизация электромагнитных помех (ЭМП). Расположение и конструкция дорожек печатной платы играют решающую роль в общей производительности и функциональности электронных устройств.
Понимание Толщина печатной платы
Толщина дорожки печатной платы играет важную роль в определении способности дорожки проводить ток, справляться с рассеиванием тепла и противостоять внешним факторам. Более толстая дорожка может проводить более высокие уровни тока без перегрева, что снижает риск электрических сбоев. Более того, более толстая дорожка может также рассеивать тепло более эффективно, обеспечивая надежность компонентов. С другой стороны, более тонкая дорожка позволяет создавать более компактные конструкции и более тонкую трассировку, но она может иметь ограничения с точки зрения токопроводящей способности и рассеивания тепла. Разработчики и производители печатных плат тщательно учитывают конкретные требования схемы при определении соответствующей толщины дорожки, балансирующие факторы, такие как требования к току, ограничения пространства, целостность сигнала и тепловые соображения, чтобы достичь оптимальной производительности и надежности.
Существует ряд распространенных толщин дорожек печатных плат, обычно измеряемых в дюймах или миллиметрах. Они включают от 0.008 до 0.240 дюймов (или от 0.2 мм до 6.0 мм). Некоторые конкретные примеры включают 0.2 мм, 0.4 мм, 0.5 мм, 0.8 мм, 1.0 мм, 1.5 мм, 2.0 мм, 2.3 мм и т. д.
Как рассчитать ширину дорожки печатной платы
Обычно мы используем профессиональный калькулятор для расчета ширины дорожки на основе отраслевых стандартов. Ниже мы представляем два наиболее распространенных стандарта: IPC2221 и IPC2152:
МПК 2221:
Представленный в 1954 году компьютер IPC 2221 использует комбинацию диаграмм и формулу I=kΔTbAc для определения тока, протекающего через дорожку. Значение k различается в зависимости от того, является ли маршрутизация видимой (0.048) или внутренней (0.024). Изменение температуры, представленное как Дельта Т, играет решающую роль. Кроме того, b остается постоянным и составляет 0.44, а A представляет площадь поперечного сечения трассы. Важно использовать значения в пределах указанного диапазона для достижения точных результатов в процессе расчета. Ток должен находиться в пределах от 0 до 35 ампер, при этом ширина меди не должна превышать 0.5 унции или опускаться ниже 3 унций. Выбор ширины колеи находится в диапазоне от 0 до 10.16 мм. Кроме того, температура колеблется от 10 до 100 градусов по Цельсию.
МПК 2152:
По сравнению с IPC2221, время разработки IPC2152 было обновлено, и соответствующие параметры, такие как материал и толщина печатной платы, были полностью учтены, поэтому результаты расчетов будут более точными. Эпоха зависимости исключительно от простых формул для расчетов прошла, уступив место принятию более сложных технических методов. Первоначально для установления начальной площади поперечного сечения используется диаграмма. Впоследствии параметры используются для вывода коэффициентов корреляции, таких как Толщина печатной платы. После этого нескорректированная площадь поперечного сечения умножается на коэффициент, в результате чего получается скорректированная площадь поперечного сечения.
Предложения для Лучшая Проектирование печатной платы
Правильный дизайн печатной платы имеет решающее значение, так как он влияет на общую производительность, функциональность и надежность платы. Ниже мы перечислим некоторые советы по дизайну:
- Параметры маршрутизации
Маршрутизацию можно разделить на ручную и автоматическую. Хотя автоматическое подключение является неотъемлемой функцией программного обеспечения для проектирования печатных плат, проектировщики не могут полагаться исключительно на эту функцию. Ручная проводка необходима для раскрытия творческих способностей и гибкости дизайнера, поскольку автоматическая трассировка служит в первую очередь инструментом экономии времени.
- Выбор ширины дорожек печатной платы
Выбор ширины дорожек печатной платы имеет большое значение в работе схемы. Крайне важно убедиться, что ширина дорожек печатной платы соответствует емкости и обеспечивает плавное протекание тока. Точное определение минимальной ширины необходимо для предотвращения перегрева печатной платы, что напрямую влияет на управление теплом и общую производительность.
- Подключиться к плоскости заземления
Чтобы обеспечить согласованное измерение напряжения на всех отдельных дорожках печатной платы, важно подключать каждую дорожку к плоскости заземления, а не к отдельной точке заземления. Заземляющий слой служит общей контрольной точкой для всех дорожек, предотвращая изменения напряжения и сопротивления. Для достижения этой цели рекомендуется создать прочную заземляющую пластину под путем передачи сигнала, поскольку это может повысить устойчивость к шуму и снизить полное сопротивление. Кроме того, размещение силовых и заземляющих плоскостей во внутреннем слое платы может предотвратить искажение или разделение компонентов, вызванное изгибом платы.
- Минимизация емкостной связи
Чтобы минимизировать последствия емкостная связь вызванных соседними дорожками и заземляющими плоскостями, рекомендуется разделить дорожки печатной платы, предназначенные для питания и аналоговых сигналов. Такое разделение помогает уменьшить нежелательную емкостную связь между дорожками выше и ниже заземляющей плоскости. Кроме того, использование развязывающих конденсаторов является эффективной и экономичной мерой для уменьшения емкостной связи в практических схемах.
- Отдельные высокоскоростные и низкоскоростные сигналы
Держите трассы высокоскоростных сигналов отдельно от низкоскоростных сигналов, чтобы минимизировать перекрестные помехи и помехи. Этого можно добиться, прокладывая трассы на разных уровнях или используя пластины заземления в качестве изолирующих барьеров.
Как восстановить следы печатной платы?
Не менее важно приобрести знания о том, как устранять проблемы со следами на печатной плате. Если в блоке питания возникают такие проблемы, как отказ дисплея или необычный шум, это указывает на необходимость ремонта трассы печатной платы. Ниже приведены подробные шаги по восстановлению следов печатной платы:
- Начните с поиска поврежденного следа на печатной плате.
- Осторожно удалите поврежденный след с помощью режущего инструмента, стараясь не повредить близлежащие компоненты.
- Очистите поврежденные участки до тех пор, пока они не приобретут медный цвет, и нанесите припой на открытые участки.
- Очистите место ремонта с помощью чистящего бумажного полотенца или ручки с растворителем. Нанесите флюс на существующую дорожку и с помощью паяльника припаяйте обе части дорожки.
- Выберите подходящий запасной провод, который находится в хорошем состоянии и соответствующего размера.
- Залудите концы нового провода.
- Если заменяемый провод подходит, снимите изоляцию с обоих концов и припаяйте его на место.
- Припаяйте один конец запасного провода. Убедитесь, что участок нового провода перекрывает существующую дорожку как минимум на двойную ширину дорожки печатной платы. Закрепите провод скотчем, нанесите флюс на место перекрытия, припаяйте провод и сведите его вместе.
- Гибкая форма провода в соответствии с конкретными потребностями и требованиями.
- Надежно прикрепите провод к поверхности печатной платы с помощью таких инструментов, как лента или клей.
- Наконец, припаяйте другой конец запасного провода.
- После пайки завершите процесс ремонта и убедитесь, что соединение нормальное. Очистите оставшиеся остатки или пятна.
Заключение
Правильная трассировка печатной платы обеспечивает производительность, надежность и экономическую эффективность платы, делая ее Дизайн печатной платы и производство проще. Поэтому действительно необходимо понимать базовые знания трасс печатных плат и навыки проектирования маршрутизации. Как ведущий производитель печатных плат, MOKO Technology разбирается во всех аспектах знаний печатных плат, если у вас все еще есть вопросы о трассах печатных плат, вы можете протягивать к нам, и наши специалисты будут рады вам помочь.
