Kretskortskablage: Hur gör vi det?

CKretskortskablage är kärnan i alla elektroniska produkter. Oavsett om det är ett enkelt kretskort eller ett komplext kretskortssystem, såsom ugnskretskortskablage, är en bra ledningsdesign nyckeln till att säkerställa prestanda och stabilitet hos elektroniska produkter. Ledningarna avgör direkt om kretskortet kan fungera normalt, bestämmer anslutningsläget mellan komponenterna och påverkar i högre grad signalkvaliteten, elektromagnetisk kompatibilitet och tillverkningsbarheten hos slutprodukten.

Härnäst kommer den här artikeln att ge dig en omfattande förståelse av grundläggande kunskaper om kretskortskablage, vanliga ledningstyper, materialval, layouttekniker, ledningsstandarder och lösningar på vanliga problem. Samtidigt kommer vi också att utforska den praktiska rollen av kablage i PCB monteringsprocessenHoppas att detta kan hjälpa dig att uppnå a effektivare och mer pålitlig kretskortsdesign och montering i ditt projekt.

Förstå kretskortskablage

CKretskortskablage avser den elektriska anslutningen mellan elektroniska komponenter på ett kretskort (PCB) genom strukturer som spår, vias och pads. Med andra ord, wAtt designa ett kretskort innebär att designa överföringskanalerna för signaler och ström på kretskortet. De olika elektroniska komponenterna är anslutna via kopparspår, vias och pads för att bygga en komplett elektronisk krets. Bland dem använder vi ofta "kopparspårbreddskalkylatorn" i designen, för att bestämma trådens bredd för att säkerställa att den säkert kan bära strömmen och uppfylla kraven för värmehantering.

Processen för kretskortet viär kärnlänken i kretskortsdesign och avgör produktens prestanda, tillförlitlighet och tillverkningseffektivitet. Oavsett om det är ett enkelt kretskort eller en komplex kretskortskablage, såsom tangentbordskretskortskablage eller hörlurskretskortskablage, rRimlig kabeldragning är nyckeln till att bestämma kretsens prestanda, störningsmotståndsförmåga och tillverkningsbarhet.

Kretskortet ledningar bestämmer:

1. Huruvida signalens överföringsväg är jämn;

2. Om det finns problem som överhörning, elektromagnetisk störning (EMI) och signalreflektion;

3. Huruvida strömmen kan flyta säkert och om det kommer att orsaka att spåren överhettas eller till och med skadar komponenterna;

4. Huruvida monteringen av elektronikkortet går smidigt

Till exempel bör kopplingen till hörlurskretskortet minimera brusstörningar så mycket som möjligt. Kopplingen till ugnens styrkretskort måste säkerställa stabilitet och effektförmåga vid höga temperaturer. Kretskortets kopplingsschema kan ge intuitiva och tydliga kretsreferenser för hela utvecklingen, felsökningen, produktionen och underhållet.

Bra kabeldragning bidrar inte bara till att öka tillförlitligheten hos PCB struktur, men gör det också lättare att identifieras i AOI och funktionstester, vilket minskar felfrekvensen och förbättrar tillverkningseffektiviteten.

Eftersom kablage är kärnan i PCB anslutning och prestanda, tabellen nedan visar hur den skiljer sig från relaterade processer som lödning, fräsning och montering:

Typer och material som används i PCB Inkoppling

Det finns också många typer av kretskortskablage. Under processen att dra kretskort är det avgörande att förstå olika ledningsstrukturer och ledande material.

Vanliga typer av kretskortskablage inkluderar:

1. Enkelsidig kabeldragning: All kabeldragning är placerad på ena sidan av kretskortet. Enkelsidig kabeldragning är lämplig för lågkostnads- och lågdensitetskonstruktioner, såsom LED-ljuskort och styrkort för små hushållsapparater. Dess fördelar är enkel tillverkning och låg kostnad. Emellertid är kopplingsutrymmet begränsat och funktionerna är också begränsade.

2. Dubbelsidig kabeldragning: Ledningarna är fördelade på både kretskortets övre och nedre sida och är anslutna via vias. Denna typ av ledningsdragning är lämplig för tillämpningar av medelkomplexitet, såsom "hörlurskretskortskablage" eller huvudstyrkortet för hushållsapparater. Dubbelsidig ledningsdragning kan balansera kostnad och ledningsutrymme och används ofta i industriella och konsumentelektroniska produkter.

3. Flerskiktskablage: Användning av kopparlagerstrukturer med 4 lager, 6 lager eller till och med fler lager. Flerlagerskablage är lämpligt för hantering av scenarier med komplex logik och ett stort antal separerade signaler och strömförsörjningar, såsom tangentbordskablage för kretskort, trådlösa kommunikationsmoduler och mycket tillförlitliga ugnsstyrsystem. Denna kopplingsmetod kan uppnå avancerade designmål såsom höghastighetssignalkablage, impedanskontroll och EMC-optimering. Den används ofta i kombination med högfrekventa routningstekniker: i samband med PCB-routingtekniker för att uppnå bättre signalvägar och mer kompakta kortlayouter.

Det vanligaste ledarmaterialet för ledningar är koppar. Eftersom koppar har extremt stark elektrisk ledningsförmåga och hög tillförlitlighet. Det finns också sällsynta aluminium- och silver-/guldbeläggningar (aluminium används ofta i kombination med isoleringsskiktet för ledningar på metallsubstrat (såsom MCPCB), och den används i situationer med höga krav på värmeavledning; Silver-/guldbeläggningar kommer att användas vid högfrekventa eller antioxidationskrav.) Det finns fortfarande vissa material som är nära besläktade med ledningar. Till exempel basmaterialet kopparfoliebeläggning (FR4+ kopparfolie, där FR4 är ett vanligt substratmaterial och kopparfolie fästs på det för att bilda basen för ledningar), ledande lim (används för att ersätta lödanslutningskablar i flexibla kretskort eller speciella tillämpningar) och ytmaterial som HASL och ENIG för att skydda ledningarna.

PCB Inkoppling's roll i församlingen

I hela tillverkningsprocessen för kretskort är kretskortskablage inte bara grunden för signalöverföring, utan påverkar också direkt den efterföljande monteringsprocessen för kretskort. Särskilt effektiviteten och utbytet av SMT och DIP-processer.

Under SMT-processen kan orimlig routing leda till svårigheter att identifiera monteringsutrustningen och öka förekomsten av problem som saknade chips, feljustering och materialkastning. Om till exempel ledningarna runt lödplattan är för täta kommer det att påverka kvaliteten på lödpastans tryckning och reflow-lödning. Under DIP-insättningssteget bör ledningarna undvika komponentpinområdet för att förhindra att vias och ledningar blockerar insättningsstiften och därmed undvika lödfel.

En högkvalitativ ledningsstrategi kan också avsevärt förbättra produktionseffektiviteten. Om till exempel ledningsriktningen är utformad i enlighet med produktionslinjens flödesriktning, kommer det inte bara att underlätta maskinidentifiering och positionering utan också minska tiden för manuella ingrepp. Kalkylatorn för kopparspårbredd kan användas för att ställa in linjebredden rimligt beroende på den faktiska strömstorleken, vilket undviker problem som överhettning av ledaren och spänningsfall, och förbättrar tillförlitligheten hos hela kortet.

Dessutom måste ledningsdesignen även ta hänsyn till detekteringsstadiet, särskilt layoutkraven för automatisk optisk inspektion (AOI) och online-testning (ICT/FCT). När man skapar kretskortets kopplingsschema bör tillräckligt med utrymme reserveras för testpunkterna för att undvika att ledningarna blockerar lödfogarna, vilket förbättrar igenkänningsgraden och detekteringseffektiviteten. Det högdensitetstryckta kretskortet bör planera testpunkterna jämnt i ett fast område för att möjliggöra snabb kontakt mellan sonderna och förbättra testeffektiviteten och noggrannheten.

Sammanfattningsvis, rimligt PCB Routningstekniker förbättrar inte bara signalintegriteten, utan är också kärnelementen för att uppnå högeffektiv montering av elektroniska delar och högavkastande montering av elektroniska kort.

Kabeldragningstekniker

Rimlig PCB viAnslutningstekniker kan förbättra signalintegriteten och minska brusstörningar. Följande är några tips för kabeldragning:

1. Manuell och automatisk kabeldragning. Manuell kabeldragning är lämplig för hantering av kretsar som är känsliga för elektromagnetisk störning, såsom kabeldragning för ugnsstyrningskretskort, kabeldragning för tangentbordskretskort eller kabeldragning för hörlurar, etc. Manuellt justerade routingvägar hjälper till att optimera returvägen och signalisoleringen. Automatisk kabeldragning, å andra sidan, är tillämplig på enkla kretskort med vanliga strukturer eller digitala höghastighetskort. Automatisk kabeldragning är automatisk generering av layout genom EDA-verktyg, vilket kan accelerera designeffektiviteten för kretskort.

2. Digitala och analoga signaler bör kopplas separat. Separerade ledningar för digitala och analoga signaler kan undvika överhörning och störningar, och förbättra kretskortets övergripande stabilitet.

3. Högfrekventa signaler använder impedanskontroll för ledningsdragning. För RF- eller höghastighetskretsar rekommenderas det att använda metoder som mikrostrips eller striplines för att uppnå impedanskontroll. Detta är bra för att förbättra signalkvaliteten.

4. Undvik rätvinkliga svängar och minska antalet vias för att minimera signalreflektion och förbättra signalintegriteten och tillförlitligheten.

5. Att lägga till en termisk avlastningsstruktur kan förbättra svetskvaliteten och är särskilt lämplig för områden med hög effekt eller stor ström.

6. Optimera bredden och avståndet mellan ledningarna. Använd kalkylatorn för kopparkabelbredd för att beräkna ledningsbredden på ett rimligt sätt för att säkerställa konduktiviteten, undvika överhettning och förbättra säkerheten och tillverkningsbarheten.

7. Varje beslut som fattas i PCB Spårdesignfasen kommer att påverka den efterföljande monteringen PCB processen, så dragningsdesign och montering måste beaktas tillsammans. Till exempel kan orimlig kabeldragning störa monteringen av elektroniska delar, vilket resulterar i omarbetning eller minskad avkastning.

8. Under designfasen kan det vara bra att skapa ett tydligt kopplingsschema för kretskort. PCB struktur och även underlätta felsökning och underhåll under kortmonteringsfasen.

Vanliga problem med kabeldragning och lösningar

Slutsats

Kretskort medIring är mycket mer än att bara "rita linjer på en PCB"; det är grunden för att avgöra om ett kretskort kan fungera stabilt, tillförlitligt och effektivt under hela sin livscykel. bra PCB Kabeldragningsdesign kan effektivt undvika vanliga problem som överhörning, jordningsslingor och överhettning av ledare. Det är fördelaktigt för signalintegritet, värmehantering och kontroll av elektromagnetisk störning, och kan samtidigt förbättra monteringseffektiviteten och tillverkningsutbytet. Oavsett om man kopplar ett enkelt kretskort eller ett komplext flerskiktskretskort är det viktigt att förstå hur ledningar påverkar elektrisk prestanda och fysisk montering för att uppnå högkvalitativ leverans.

Om PCBasic

Tid är pengar i dina projekt – och PCBasic får det. PCGrundläggande är en PCB monteringsföretag som ger snabba, felfria resultat varje gång. Vår omfattande PCB monteringstjänster inkludera expertkunskapsstöd i varje steg, vilket säkerställer högsta kvalitet på varje kretskort. Som en ledande Tillverkare av PCB-montage, Vi erbjuder en komplett lösning som effektiviserar din leveranskedja. Samarbeta med våra avancerade PCB-prototypfabrik för snabba leveranser och överlägsna resultat du kan lita på.