Компоненты печатной платы

Полное понимание компонентов печатной платы: детали, коды и функции.

каталог

Что такое компоненты печатной платы?

Компонент печатной платы — это электрическая часть, которая входит в состав всей печатной платы. Печатные платы состоят из электрических элементов, таких как диоды, конденсаторы, предохранители и резисторы. Чтобы печатная плата функционировала эффективно, каждый компонент должен играть свою роль. Если одна часть выйдет из строя, то печатная плата может не работать должным образом. 

Каковы общие электронные компоненты на печатной плате?

Каждый электрический компонент, из которого состоит печатная плата, необходим для работы устройства, к которому он будет присоединен. Различные компоненты печатной платы, такие как транзисторы, предохранители, резисторы и конденсаторы, способствуют бесперебойной работе устройства. Если один из этих компонентов выйдет из строя, печатная плата в целом не будет работать, что повлияет на функциональность продукта.
Печатные платы могут быть односторонними (только с одним медным слоем) или многосторонние (имеющие до 20 и более слоев). Печатная плата становится все более сложной по мере добавления новых слоев, а согласующее устройство, на котором она работает, становится все более сложным. Более того, чем больше слоев, тем больше электронных частей.
Прочные печатные платы, несомненно, могут поддерживать до дюжины электронных компонентов. А вот новичкам советуем начать с 13 наиболее типичных деталей. 

Одними из самых популярных и, вероятно, самых простых для понимания компонентов на печатных платах являются резисторы. Их цель состоит в том, чтобы блокировать поток электричества путем преобразования электрической энергии в тепло. Они существуют в самых разных конструкциях и изготовлены из различных материалов, но резисторы «аксиальной» формы с выводами на обоих длинных концах и корпусом, украшенным цветными кольцами, являются традиционными резисторами, с которыми наиболее знакомы любители. Эти кольца служат кодом для обозначения их уровня сопротивления. 

Конденсаторы являются вторым по распространенности электронным компонентом после резисторов на печатной плате. Конденсаторы моментально сохраняют заряд, а резисторы регулируют его. Воспринимайте их как маленькие батареи с ограниченным объемом памяти. У них есть способность мгновенно терять и восстанавливать свой полный заряд. Чтобы предотвратить потерю или сброс данных, конденсаторы часто используются в процессе «фильтрации», то есть в процессе, когда резервное питание берет на себя управление при сбое основного питания.
Конденсаторы в печатной плате электростатически накапливают энергию для последующего высвобождения там, где в цепи требуется питание. Он работает путем накопления противоположных зарядов (положительных и отрицательных) на двух проводящих пластинах, часто сделанных из металла, с изолирующим веществом, зажатым между ними.
Существуют различные типы конденсаторов, которые часто группируются в зависимости от проводящей природы пластин или изолирующего вещества между ними. Большинство любителей и новичков используют радиальные, керамические или полиэфирные конденсаторы. 

Работа трансформатора состоит в том, чтобы перемещать электрическую энергию из одной цепи в другую, одновременно повышая или понижая напряжение. Напряжение “преобразуется”, если хотите. Первичная катушка для начальной или исходной цепи и вторичная катушка для цепи, в которую передается энергия, скручены вокруг сердечника из мягкого железа, подобного сердечнику индукторов. Напряжение воздушных линий электропередач, которое часто составляет сотни тысяч вольт, понижается огромными промышленными трансформаторами на опорах электропередач до сотен вольт, обычно необходимых для домашнего использования. 

Существенными строительными элементами современной электроники считаются транзисторы. Одна микросхема может содержать несколько миллиардов. Тем не менее, транзисторы — это просто электронные переключатели и усилители. Они бывают разных видов, наиболее популярными из которых являются биполярные транзисторы. Их также можно разделить на варианты NPN и PNP. База, коллектор и эмиттер — это три контакта биполярного транзистора. Когда ток (часто небольшой ток) проходит через устройство типа NPN от базы к эмиттеру, активируется другая цепь, в результате чего ток (обычно намного больший) проходит от коллектора к эмиттеру. Направления переключаются в транзисторе PNP. Полевые транзисторы, также известные как полевые транзисторы, представляют собой другой класс транзисторов, которые активируют другую схему с помощью электрического поля. 

Диод — это устройство, которое позволяет току проходить только в одном направлении, от анода (+) к катоду, подобно улице с односторонним движением (-). Для этого он имеет нулевое сопротивление в одном направлении и высокое сопротивление в другом. Эту функцию можно использовать для предотвращения протекания повреждающего тока в неправильном направлении. Светоизлучающий диод, или светодиод, является самым любимым диодом среди энтузиастов. Они используются, чтобы излучать свет, как следует из их названия, но каждый, кто пробовал паять, знает, что это диод, поэтому очень важно правильно ориентировать светодиод, чтобы он работал. 

Без включения батареи список электронных компонентов, установленных на печатной плате или «проходящих через нее», не будет исчерпывающим.
Поиск букв «BT» на корпусе аккумулятора — самый популярный метод идентификации. Аккумулятор, один из пассивных электрических компонентов, служит в качестве резерва мощности и накопителя энергии для печатной платы (PCB).
Батарея может быть распознана в дополнение к отпечатку «BT» или «B» на ее корпусе одним из следующих признаков: 

  • Убедитесь, что термоусадочная упаковка синего или зеленого цвета.
  • Для формы можно использовать любую из следующих форм, включая форму монеты, прямоугольную и цилиндрическую.

Интегральные схемы или ИС — это именно те схемы и компоненты, которые были спрессованы в полупроводниковые пластины. Первые калькуляторы и нынешнее поколение мощных компьютеров, от смартфонов до суперкомпьютеров, стали возможными благодаря огромному количеству компонентов, которые можно было разместить на одном чипе. Часто они служат мозгом более крупной цепи. Схема часто заключена в черный пластиковый корпус различных размеров и форм, который также может содержать видимые контакты, такие как выводы, выступающие из корпуса, или контактные площадки под ним, такие как те, что находятся на BGA-чипы. Если вы хотите узнать больше о различные технологии упаковки печатных плат и классификация чипов, вы можете перейти на нашу соответствующую страницу для просмотра. 

В схемах синхронизации, особенно в тех, которые требуют надежных и точных компонентов синхронизации, кварцевый генератор необходим. Создавая физические колебания кристаллического материала, он генерирует периодический сигнал. Каждый кварцевый осциллятор должен вибрировать на определенной частоте по своей конструкции. Он также показал себя как более стабильная, недорогая и надежная альтернатива с меньшим форм-фактором, чем другие методы синхронизации. В результате они используются в качестве точных таймеров микроконтроллера или в различных отношениях считаются кварцевыми наручными часами.
Функции

  • Емкость нагрузки 18 pF;
  • диапазон допуска плюс-минус 30 частей на миллион для частот;
  • Максимальное резонансное сопротивление 40 Ом;
  • Уровень возбуждения менее 100 микроватт;
  • Диапазон рабочих температур от -20 до 70 градусов Цельсия.

Буква «L» — удобный способ обозначения катушек индуктивности. Они также представляют собой двухконтактный компонент, который в основном используется для хранения электрической энергии или энергии магнитного поля. Когда электрический ток протекает через катушки индуктивности, энергия накапливается.
Хотя катушки индуктивности можно распознать по инициалам «L», могут возникнуть дополнительные технические проблемы, препятствующие распознаванию компонента. Вы должны больше сосредоточиться на значениях или маркировках, выгравированных на нем в результате этого.
Любой из вышеупомянутых маркеров или значений можно использовать для различения катушек индуктивности: 

  • H
  • µH
  • mH

Он также известен как тиристор и по внешнему виду похож на диоды и транзисторы. По сути, это подразумевает взаимодействие двух транзисторов. SCR имеет четыре слоя кремния, а не три, и имеет три вывода (катод, анод и затвор). Вместо того, чтобы действовать как усилитель, он действует как переключатель. Другое отличие заключается в том, что потребности в токе применяются последовательно, особенно для отдельных транзисторов, в то время как для активации переключателя требуется всего один импульс. Большие уровни заряда или переключение питания – еще одно приложение, в котором SCR превосходит другие. 

Функции:
Форвардные характеристики-

  • Когда напряжение питания повышается, CSR начинает проводить, создавая напряжение пробоя.
  • SCR может закрыться при более низком напряжении питания, когда через затвор протекает соответствующий ток.

Обратные характеристики-

  • Первоначально крошечный ток утечки удерживается анодным током. SCR начинает сильно проводить ток выше определенного обратного напряжения, что вызывает обратное напряжение пробоя.

Переменные резисторы бывают в виде потенциометров. Они часто встречаются в поворотных и линейных вариантах. Ручка поворотного потенциометра поворачивается для изменения сопротивления, когда контакт ползунка перемещается по полукруглому резистору. Регулятор громкости в радиоприемниках, где вращающийся потенциометр регулирует силу тока, подаваемого на усилитель, является известным примером поворотного потенциометра. Единственная разница между линейным потенциометром и контактным ползунком резисторного ползунка заключается в том, как изменяется сопротивление. Они превосходны, когда необходима точная настройка в полевых условиях. 

Еще одним известным компонентом печатной платы, уступающим только батареям, является переключатель. Коммутаторы часто покупаются многими людьми — опять же, не только инженерами и любителями — для неформального повседневного использования. Они подходят не только для печатных плат. Их можно найти в комнатах, на кухнях, в пультах дистанционного управления и т. д. 

Считайте переключатели и реле кнопками включения/выключения. Размыкая и закрывая цепь, они по существу регулируют ток в цепи. Одним щелчком выключателя цепь активируется, позволяя току течь к лампочке в комнате. После еще одного щелчка цепь отключается. Лампочка теряет мощность и отключается от тока.

Существует по меньшей мере дюжина различных типов переключателей, каждый из которых имеет уникальный физический дизайн и внешний вид. Кнопочные переключатели, рычаги и тумблеры являются более типичными типами. Коробчатые, кулисные, микро-, ползунковые и поворотные переключатели являются еще одними примерами.

У нас также есть датчики, которые не в последнюю очередь. Это довольно простые электронные компоненты, поскольку они соответствующим образом реагируют, когда «обнаруживают» физический ввод или изменения окружающей среды. Тип входных данных может быть любым: от изменений давления, шума, движения и т. д. до изменений тепла, света и влажности. 

Реакция датчика принимает форму электрического сигнала, соответствующего характеру обнаруженного им изменения. Затем этот сигнал получают другие компоненты схемы или печатной платы.
Затем эти датчики производят выходные данные, если они предназначены для этого, в виде дополнительных сигналов, передаваемых в электронном виде для дальнейшего считывания или обработки, или дисплеев, понятных человеку.

Электрическая энергия часто преобразуется из физической энергии с помощью датчиков на печатной плате. Это в некотором смысле квалифицирует их как преобразователей. Будучи легко адаптируемыми, датчики могут принимать самые разные формы. Это могут быть даже диоды, похожие на красный светодиод на пульте от телевизора, который показывает, включен гаджет или нет. Датчики часто используются в практических приложениях, таких как мониторинг влажности, определение качества воздуха, датчики движения и автоматическое освещение.

Общие коды компонентов печатной платы.

В таблице ниже перечислены наиболее часто используемые обозначения компонентов печатных плат: 

ОбозначениеТип компонентаОбозначениеТип компонента
AОтдельная сборка или подсборка (например, сборка печатной платы)LSГромкоговоритель или зуммер
ATАттенюатор или изоляторMМотор
ATTАттенюаторMOVМеталлооксидный варистор
BRМостовой выпрямительMKМикрофон
BTБатареяMPМеханическая часть (включая винты и крепежные детали)
CКонденсаторOPОптоизолятор
CBАвтоматический выключательPВилка  (наиболее подвижный разъем в паре разъемов), штекерный разъем (разъем может иметь «штыревые» контакты и / или «гнездовые» контакты гнезда)
CNКонденсаторная сетьPSИсточник питания
D,CRДиод (все типы, включая LED), тиристорQТранзистор (все типы)
DLЛиния задержкиRРезистор
DSДисплей, общий источник света, лампа, сигнальная лампаRNСеть резисторов
GОсцилляторRTТермистор
Jперемычка или домкратRVВаристор, переменный резистор
LИндукторSПереключатель (все типы, включая кнопки)
FПредохранительTТрансформер
FBФерритовая бусинаTТермопара
FDФидуциальныйTPКонтрольная точка
FLФильтрTUNТюнер
GГенератор или осцилляторUИнтегральная схема (IC)
GNОбщая сетьVВакуумная труба
HКрепежные изделия, например, винты, гайки, шайбыVRРегулятор напряжения (опорное напряжение), переменный резистор (потенциометр или реостат)
HYЦиркулятор или направленный ответвительXГнездовой разъем для другого элемента, отличного от P или J, в паре с буквенным обозначением этого элемента (XV для гнезда вакуумной лампы, XF для держателя предохранителя, XA для соединителя печатной платы, XU для соединителя интегральной схемы, XDS для светового гнезда и т. д. )
IRИнфракрасный диодXTALКристалл
JГнездо (наименее подвижный разъем в паре разъемов), разъем Гнездо (разъем может иметь «штыревые» контакты и/или «гнездовые» контакты гнезда)YКристалл или осциллятор
JPДжемпер (ссылка)ZDСтабилитрон
KРеле или контакторLКатушка индуктивности или катушка или ферритовая шайба

Как разместить компоненты печатной платы?

Вот несколько рекомендаций по размещению компонентов: 

  • Понимание механических ограничений.
    При проектировании печатной платы крайне важно учитывать корпус, внутри которого должна поместиться печатная плата. Что касается размера и дизайна платы, важно точно знать, где должны располагаться монтажные отверстия и краевые разъемы.
  • Учитывайте ограничения сборки.
    Перед созданием платы проконсультируйтесь с производителем, чтобы узнать, как плата и компоненты будут собираться и тестироваться. Производителю необходимо описать процедуру сборки и указать, сколько места доступно на плате.
  • Не размещайте интегральные схемы слишком близко друг к другу.
    Рекомендуемое расстояние между каждой микросхемой на плате составляет от 0,3500 до 0,5000 дюйма, с еще большим пространством для больших микросхем. Когда микросхемы расположены слишком близко друг к другу, может не хватить места для разводки соединительных контактов, что требует трудоемкой реорганизации конструкции.
  • Используйте стандартную ориентацию компонентов.
    Для производителя это упрощает процесс установки, проверки и тестирования. Одинаковые компоненты должны быть ориентированы в одном направлении, чтобы не нарушить процесс пайки и привести к тому, что некоторые детали вообще не будут припаяны, что приведет к коротким замыканиям и обрывам на плате. Интегральные схемы всегда имеют эталонный вывод, независимо от их размера или количества выводов. Разработчики должны убедиться, что все микросхемы ориентированы в одном направлении, чтобы оптимизировать Разводка печатной платы и упростить процесс сборки. В результате уменьшается количество ошибок позиционирования и повышается эффективность сборки. В более общем смысле правило состоит в том, чтобы припаивать сопоставимые компоненты (включая пассивные элементы) в одном направлении, чтобы максимизировать эффективность и уменьшить количество ошибок.
  • Сократите маршруты подключения до минимума.
    Рекомендуется связывать детали, чтобы уменьшить количество пересечений и перекрещивающихся соединительных частей для более простого и несложного метода маршрутизации.
  • Сгруппируйте компоненты по функциям.
    Аналогично функционирующие компоненты должны быть сгруппированы вместе. Например, преобразователи, LDO и другие подобные устройства, которые выделяют много тепла и больших токов, должны быть собраны вместе в одной области управления питанием. При использовании сигналов с высокой частотой переключения аналоговые и цифровые компоненты, а также часть источника питания должны быть отделены друг от друга. Более того, компоненты, производящие электромагнитные помехи или излучение, должны находиться вдали от более чувствительных сигналов. Это также позволяет лучше контролировать обратный путь, классифицируя компоненты в соответствии с их функциональными группами.
  • Отделите разные области друг от друга.
    Цифровые, аналоговые, радиочастотные (РЧ) и силовые компоненты, содержащие печатные платы, должны храниться отдельно друг от друга.
    Разделяя различные функциональные области, предотвращается возникновение перекрестных помех, которые угрожают целостности сигнала, между комбинированными аналоговыми и цифровыми сигналами. Простейший метод предотвращения перекрытия аналоговых и цифровых трасс состоит в том, чтобы поддерживать неоднородные компоненты в разных местах. Аналоговые и цифровые массы должны придерживаться одних и тех же правил, чтобы избежать путаницы.
  • Держите компоненты вдали от источников тепла.
    MOSFETS, IGBTS, PMICS и регуляторы напряжения выделяют значительное количество тепла при использовании в приложениях высокой мощности. Обычно лучше держать другие компоненты подальше от компонентов питания, даже если вы добавите дополнительные переходные отверстия для рассеивания тепла. То же самое относится и к теплоизлучающему оборудованию, такому как операционные усилители мощности.
  • Создайте сплошные плоскости основания.
    Поскольку прерывания могут привести к возникновению проблем с целостностью сигнала и питания, заземляющие слои всегда должны оставаться непрерывными. Необходимо соблюдать крайнюю осторожность при размещении компонентов поперек прерывания, если невозможно сохранить однородность заземляющего слоя. Например, высокоскоростные линии передачи сигналов не должны пересекать неоднородности заземления, потому что это отрезало бы обратный путь сигналов.
    Избегание чрезмерного количества маршрутов, которые потенциально могут заблокировать пути обратного сигнала, в дополнение к использованию сплошных заземляющих плоскостей — еще один критерий, который помогает в создании безопасных и четко определенных обратных путей. Чтобы адекватно защитить сигналы управления и снизить вероятность помех, рекомендуется также вставить линию с низким импедансом, если заземляющая пластина расположена на промежуточном слое.
  • Что разместить у краев печатной платы.
    Разъемы, особенно если их необходимо закрепить винтами, необходимо располагать близко к краям печатной платы. Это упрощает конструкцию и установку платы и предотвращает непреднамеренный контакт кабелей с другими компонентами печатной платы.
  • Оставьте достаточно места для следов.
    В электронике все чаще требуются печатные платы меньшего размера из-за существующей тенденции, которая наиболее заметна в индустрии носимых и портативных устройств. Размеры цепей могут быть уменьшены только до определенной степени, и этот оптимальный размер всегда должен соблюдаться. В противном случае маршрутизация всех трасс становится практически невозможной. Так что при размещении компонентов нужно позаботиться о том, чтобы на печатной плате оставалось достаточно места для прохода медные следы, особенно в непосредственной близости от компонентов с большим количеством контактов.
  • Высокоскоростные сигналы.
    Чтобы облегчить разводку дорожек, компоненты, обрабатывающие высокоскоростные сигналы, должны быть сгруппированы вместе в одной секции печатной платы и расположены рядом друг с другом. Для подключения этих сигналов необходимо использовать короткие и прямые трассы.
    Развязывающие конденсаторы также должны быть подключены к портам питания высокоскоростных устройств, потребляющих много тока, таких как CPU, FPGA и GPU. Расположение этих конденсаторов может быть более сложным на цифровых печатных платах или при наличии компонентов с корпусами BGA. как можно ближе к контактам VCC активных компонентов.
  • Управление температурным режимом.
    При их размещении необходимо учитывать количество тепла, выделяемого компонентами во время работы. Сердцевина печатной платы должна использоваться для компонентов, выделяющих тепло, таких как процессоры, чтобы тепло равномерно распределялось по плате. Чтобы охлаждение самых горячих компонентов не препятствовало наличию более крупных компонентов, также важно обращать внимание на путь, по которому проходит воздушный поток. Кроме того, рекомендуется сразу выделить достаточно места для установки любых радиаторов или другого оборудования, предназначенного для улучшения рассеивания тепла.

Базовые знания электронных компонентов, влияющих на разводку печатных плат.

В своей простейшей форме макет печатной платы относится к переносу курса с макетной платы в постоянное и стабильное физическое состояние. Электронные схемы можно разделить на несколько групп, компонентов и типов, как указано ниже. 

  • Категории электронных схем.
    Активные части. Активные части зависят от источников энергии системы. Активные источники способны снабжать цепь электричеством.
    Пассивные компоненты не могут подавать энергию в электрическую цепь. Они не могут усиливать сигналы, потому что они не полагаются на источники постоянного тока, как это делают активные компоненты.
  • Элементы электронной схемы.
    Ниже приведены важные компоненты электронных схем. Ниже приведены некоторые из основных компонентов электронной схемы, с которыми вы должны быть знакомы при работе с печатной платой:
    Поток электронов известен как электронный ток. Электроны действительно перемещаются от отрицательных клемм к положительным клеммам на печатной плате. Традиционный ветер действует как положительный ток для перемещения тока.
    Источник питания: выбор типа источника питания, который лучше всего подходит для вашего устройства, имеет решающее значение, когда речь идет об источнике питания. Вы можете выбрать между входом переменного тока и входом постоянного тока в зависимости от того, где вы планируете использовать свой гаджет.
    Электрические нагрузки больше похожи на электрические компоненты, которые используют электричество. Он отличается от источника энергии, производящего энергию, такого как батарея или генератор. К нагрузкам на печатную плату относятся такие элементы, как освещение и электроприборы.
  • Типы электронных схем.
    Существует много видов электронных схем. Среди наиболее значимых из них можно выделить следующие:
    Электричество проходит только в одном направлении в электрическом щите постоянного тока. Постоянный ток обычно используется в небольших печатных платах.
    Переменный ток: электричество течет в обоих направлениях при частых переключениях на печатной плате переменного тока (PCB). Помимо того факта, что он может преодолевать большие расстояния без потери энергии, он также прост в создании.
    Последовательные цепи создаются путем соединения компонентов в петлю один за другим. Только одна клемма служит средством соединения частей. Поломка всей цепи в конечном итоге вызвана разрывом в звене.
    В отличие от последовательных цепей, печатные платы с параллельными цепями требуют расположения частей в отдельных ветвях. Соединение между частями в параллельных цепях осуществляется через оба конца, хотя и в разных главах. При разрыве связи в параллельной цепи затрагивается только поврежденная ветвь.

Как выбрать компоненты печатной платы?

Как определить компоненты шаг за шагом?

Как и в большинстве случаев в жизни, разбивка задачи на более мелкие компоненты облегчает их идентификацию. 

  • Определите использование доски.
    Сначала попытайтесь понять доску в целом. Что оно делает? Это дочерняя плата, основная плата или что-то еще? Некоторые доски отмечены кодом, помогающим в этом. Например, плата DMCB, показанная на рисунке ниже, является основной платой управления DOS системы GE Mark V. Это распространенная аббревиатура на платах GE. Они могут помочь вам понять приложение платы.
    Затем найдите пассивные детали, такие как конденсаторы и катушки индуктивности. Далее ищем потенциометры и резисторы. Обычно они маркируются измерением в омах.
  • Определите части.
    Затем найдите пассивные детали, такие как конденсаторы и катушки индуктивности. Не волнуйся; изображения будут включены в этот пост позже. Далее ищем потенциометры и резисторы. Обычно они маркируются измерением в омах.
    Генераторы (цилиндры или коробки, обычно обозначаемые X или Y), трансформаторы (T), диоды (D) и реле также являются отличительными частями (обозначены как K).
    Теперь проверьте плату, чтобы увидеть, есть ли предохранитель. Предохранители часто представляют собой непрозрачные или прозрачные трубки. Затем приложите усилия, чтобы обнаружить любые батареи или транзисторы.
  • Разъем печатной платы.
    Любые разъемы на плате должны быть отмечены. Плата может быть подключена к другим печатным платам, более крупным системам или внешним компонентам с помощью разъемов.
    Наиболее популярными разъемами являются объединительные платы, клеммные колодки, штыревые разъемы и разъемы, к которым они подключаются, а также разъемы или вилки. Существует так много различных типов разъемов, что вы могли бы потратить месяцы на изучение их всех.

Наконец, определите процессор платы и дополнительные интегральные схемы. Многие микросхемы содержат этикетку или идентификатор с указанием производителя и номера детали.

JHDPCB предлагает 14 важнейших рекомендаций по выбору компонентов печатной платы.

  • Ведомость материалов — полезно для виртуальных деталей. 
    Когда вам это нужно, основная функция спецификации поможет вам создать виртуальный список деталей печатной платы. Также полезно разрешить конструкторскому отделу просматривать виртуальные детали. Сигналы питания и земли могут присутствовать как виртуальные компоненты. Эти компоненты не будут перемещены в раздел макета; они, несомненно, будут включены в схематическое окружение. При использовании только для моделирования детали отображаются в виртуальном разделе; если нет, замените на те, у которых есть следы.
  • Ссылочные обозначения — проверьте отчет о данных спецификации.
    Основная функция позиционных обозначений состоит в том, чтобы помочь в организации и просмотре спецификации, обеспечивая быструю нумерацию всех элементов. Убедитесь, что ваши данные спецификации точны, и оцените их. Прежде чем переходить к этапу проектирования, убедитесь, что все детали на месте и ничего не упущено.
  • Базовый план дизайна.
    Прежде чем опубликовать дорогостоящие проекты прототипов, наброски проекта служат для обеспечения общего понимания того, где расположены компоненты. Кроме того, это даст общее представление о размещении деталей, необходимой высоте и о том, будет ли весь план функционировать как полностью, так и электрически.
  • Требуется подходящая заземляющая пластина.
    Убедитесь, что ваша конструкция включает в себя соответствующие заземляющие слои и обходные конденсаторы. Вам потребуется правильный конденсатор, включая правильный размер и частоту, в зависимости от предполагаемого использования печатной платы. Кроме того, избегайте использования конденсаторов в своей конструкции и требуйте прочных, хороших заземляющих плоскостей.
  • Основная принципиальная схема.
    Прежде чем опубликовать дорогостоящие проекты прототипов, наброски проекта служат для обеспечения общего понимания того, где расположены компоненты. Кроме того, это даст общее представление о размещении деталей, необходимой высоте и о том, будет ли весь план функционировать как полностью, так и электрически.
    Basic schematic diagram
  • Требуется подходящая заземляющая пластина.
    Убедитесь, что ваша конструкция включает в себя соответствующие заземляющие слои и обходные конденсаторы. Вам потребуется правильный конденсатор, включая правильный размер и частоту, в зависимости от предполагаемого использования печатной платы. Кроме того, избегайте использования конденсаторов в своей конструкции и требуйте прочных, хороших заземляющих плоскостей.
  • Рассмотрите след.
    Использование схем имеет решающее значение при построении печатной платы. Вам будет проще, если вы воспользуетесь схемой. Обнаружить как обслуживать и ремонтировать печатную плату если она повреждена, а также где установлена каждая плата.
  • Соблюдайте приемлемые методы заземления.
    При проектировании печатной платы необходимо соблюдать некоторые правила заземления. Заземление имеет важное значение в процессе проектирования. Без надежного заземления вы не сможете обеспечить чистый сигнал, проходящий от одного компонента к другому. Некоторые основные методы заземления включают в себя: не оставлять ничего плавающего, заземлять перед трассировкой и сводить к минимуму последовательные переходные отверстия.
  • Сварка печатных плат – выбирайте правильные компоненты.
    Пайка печатных плат может показаться простым процессом, но при неправильном выполнении вы рискуете получить некачественные платы. Если вы хотите отличную доску, обязательно выберите подходящее снаряжение. Убедитесь, что и паяльник, и припой самого высокого калибра. Ваша печатная плата не сможет работать, если вы выберете неправильные компоненты.
  • Отделяйте свинец от бессвинцовых компонентов.
    Свинцовый припой долгое время был предпочтительным материалом в производстве и ремонте электроники. Но за последние несколько десятилетий возросло количество экологических опасений и проблем, связанных с продуктами на основе свинца. Масштаб проекта определяет, будут ли использоваться свинецсодержащие или бессвинцовые компоненты.
    Возможно, вам придется выбирать компоненты, не содержащие свинца, в свете последних постановлений правительства. Общепризнано, что бессвинцовые компоненты безопасны для людей и окружающей среды.
  • Требуется ли прокладка?
    Открытая часть печатной платы или площадка для печатных плат, место, где компоненты монтируются и припаиваются. В зависимости от компонента, припаиваемого к этому месту, контактные площадки бывают разных форм и форм. Заполнение предотвращает потенциальные перекрытия и слежение за электрическим проводником.
  • Конструкция контактной площадки соответствует настройке выводов на компоненте.
    Это действительно так просто. Выводы детали и конструкция площадки должны быть совместимы. Чтобы предотвратить несбалансированные паяные соединения, убедитесь, что контактные площадки точно соответствуют конфигурации выводов.
  • Рассмотрите варианты пакетов компонентов.
    Выбирать Технология поверхностного монтажа или Сборка сквозного отверстия с покрытием? Выбор компонентов может быть изменен во время проектирования. Организация печатной платы в целом может выиграть от выбора компонентов, которые будут использовать технологию поверхностного монтажа и сквозное металлизированное отверстие на этапе проектирования. Будут проблемы с ценой компонентов, доступностью, плотностью площади компонентов и рассеиваемой мощностью, среди прочего, которые повлияют на ваш дизайн, когда вы будете рассматривать выбор компонентов.
    component package options
  • Обзор запасных ворот.
    Чтобы предотвратить плавание входов, входы большинства запасных вентилей обычно должны быть связаны с сигналом. Обязательно проверьте все запасные гейты, чтобы убедиться, что при необходимости можно подключить непроводные источники входного сигнала. Вся система может время от времени работать неправильно, если источники ввода остаются плавающими.

Как найти закороченные компоненты на печатной плате?

На этапе тестирования прототипа печатной платы разработчикам необходимо всесторонне идентифицировать короткие замыкания в сотнях дорожек и компонентов конструкции печатной платы. Это непростая работа, но JHD знает, где искать. 

  • Признаки короткого замыкания.
    Как можно обнаружить короткое замыкание на печатной плате? В зависимости от того, где он может быть закорочен, у вас может быть ряд симптомов. Например, когда вы включаете печатную плату, вы можете услышать громкий «хлопок», затем может возникнуть дуга и обрыв дорожки. Эти тревожные сигналы обычно указывают на короткие замыкания в линиях электропередач.
    Иногда красные флаги менее очевидны, и вы не увидите их, пока не проверите функциональность конкретной схемы. Два входных контакта, закороченных друг на друга, не будут показывать никаких индикаторов во время тестового включения. Вы просто обнаружите, что схема неисправна, если входные данные не дают желаемых результатов.
  • Визуально отсканируйте печатную плату.
    Иногда вы можете обнаружить явные короткие замыкания, такие как пайка между контактами или медные участки, которые не были полностью вытравлены. Некоторые из них тонкие, как волос, поэтому вы можете использовать увеличительное стекло.
  • Ищите признаки сгоревших компонентов.
    Некоторые компоненты могут сгореть в результате короткого замыкания. Контрольными признаками наличия короткого замыкания являются поломка интегральной схемы (ИС), вздутие конденсатора или хорошо известный неприятный запах сгоревших компонентов. Найдите неисправный компонент, удалите его и просмотрите все связанные с ним следы. Проблема будет либо в самом поврежденном компоненте, либо в трассах, которые его соединяют.
  • Прощупайте мультиметром.
    Вашим лучшим союзником в поиске короткого замыкания будет мультиметр. Проверьте согласованность каждой из трасс, которые, как вы подозреваете, закорочены. Даже если он не указывает точное местонахождение брифа, он дает вам общее представление о том, куда идти в первую очередь.
  • Используйте тепловизионную камеру.
    Точное местонахождение короткого замыкания можно определить с помощью тепловизионной камеры, использующей инфракрасную технологию. Если плата была включена, короткое замыкание может проводить чрезмерное количество электричества и нагреваться.
    Вы можете обнаружить горячие точки с помощью тепловизионной камеры, а затем подтвердить их визуально. Однако ручная проверка будет невозможна, если во внутренних слоях образуется короткое замыкание.

Что вызывает короткое замыкание на печатной плате?

Короткого замыкания на вашей печатной плате следует избегать любой ценой, что требует выявления основных причин. Во время изготовления или сборки могут возникнуть короткие замыкания. Короткая линия волос образуется во время производства, когда остается тонкая медная линия. 

Пайка оплавлением также может привести к короткому замыканию. Два вывода, которые находятся относительно близко друг к другу, могут непреднамеренно соединиться из-за паяльной пасты. Иногда возникают ошибки проектирования печатных плат, когда дорожки между различными цепями непреднамеренно соединяются.

В других случаях короткое замыкание вызвано неисправностью компонентов, а не печатной платы. Проблема может быть устранена путем удаления проблемного компонента.

Использование соответствующего программного обеспечения для проектирования и анализа печатных плат поможет вам уменьшить количество коротких замыканий, вызванных ошибками проектирования, даже если производство и сборка частично находятся вне вашего контроля. Перед завершением проектирования проверьте свои цепи на наличие коротких замыканий, используя функцию Проектировщик печатных плат OrCAD.

Проблема старения деталей печатной платы.

Другой существенной причиной отказов печатных плат является возраст печатных плат. Некоторые из его частей начнут разрушаться по мере взросления. Например, неисправный конденсатор может начать вызывать спорадические проблемы с блоком питания. Хотя отказы печатных плат, вызванные устаревшими платами, неизбежны, расходы можно контролировать, заменяя старые компоненты новыми. К счастью, многие проблемы, вызванные старением, могут быть устранены за небольшую часть стоимости совершенно новой печатной платы. Вместо того, чтобы создавать и собирать совершенно новые печатные платы, может быть более рентабельно заменить устаревшие компоненты более новыми. Кроме того, использование надлежащих процедур пайки может увеличить срок службы печатной платы. 

Для сбора информации для оценки долговременной надежности сборки печатных плат, которая может использоваться в непрерывном режиме более 100 000 часов, проводятся испытания печатных плат на старение (не менее 20 лет). Эти тесты оценивают сборку печатной платы в целом, выявляя общую надежность печатной платы, ее частей, припоя и механических компонентов, а также любых других материалов, использованных при создании печатной платы. Очевидно, что сборка печатной платы не может подвергаться постоянным испытаниям в течение 20 лет, поэтому инженеры-испытатели будут проводить моделирование реальных условий или другие тесты для оценки долгосрочной стабильности. 

Процесс документирования, используемый производителями печатных плат и проектными группами, со временем усложнился, поскольку усложнились требования к производительности и требования к изготовлению. Группа разработчиков может быстро генерировать данные испытаний и изготовления на основе компоновки компонентов печатной платы с помощью соответствующего программного обеспечения для проектирования. Документы проекта можно использовать для указания важных критериев, таких как надежность паяных соединений, необходимые материалы для печатных плат, использование конформных покрытий и различных методов испытаний, а также для быстрой передачи их производителям.

Существует четыре стандартных анализа старения печатных плат, все из которых основаны на тепловом воздействии. Эти тесты состоят из: 

  • Тестирование на выгорание: стратегия прогнозирования того, какие узлы и/или детали выйдут из строя первыми, с использованием статистических методов.
  • Ускоренное тестирование срока службы (HALT): Здесь цель состоит в том, чтобы сильно перегрузить гаджет, пока он не выйдет из строя. В реальных условиях окружающей среды, в которых будет развернуто устройство, это имитирует чрезмерную работу.
  • Высокоускоренное стресс-тестирование (HAST): конструкция подвергается нагрузке до тех пор, пока она полностью не выйдет из строя, аналогично HALT.
  • Высокоускоренное стресс-тестирование (HASS): использует те же условия окружающей среды, что и в HASS, но на более низких уровнях, и обычно следует за заключением полного теста HALT.

Существует стандартный процесс, которому следуют все процедуры испытаний на старение печатных плат:

  1. Поддержание партии отдельных компонентов или сборки печатных плат при повышенной температуре в течение заданного периода времени (обычно несколько часов или дней)
  2. Проверьте партию на наличие дефектов или неисправных компонентов.
  3. Выбросьте дефектные детали и осмотрите оставшуюся плату и компоненты.
  4. Продолжайте делать это до тех пор, пока не будет найдена группа преждевременного отказа.
  5. Статистически проанализируйте данные, чтобы определить частоту преждевременных отказов.
  6. Изучите поврежденные компоненты, чтобы определить основную проблему.

Как приобрести компоненты для печатных плат?

Вы должны решить, что вы собираетесь купить. Приобретая электронные компоненты, вы должны знать о внешнем виде, модели, производительности и других ключевых факторах компонентов. 

  • Найдите открытый, прозрачный и честный веб-сайт.
    Вы можете найти некоторые веб-сайты, ориентированные на образцы, сначала воспользовавшись функцией поиска для поиска веб-сайтов «розничной торговли образцами компонентов» (или небольших партий). На некоторых веб-сайтах цена будет отображаться на видном месте, а на других нет. Самый практичный вариант, если цена уже указана на сайте. Часто стоимость не прилагается. Чтобы связаться с ценообразованием, вы должны написать по электронной почте или позвонить каждому человеку в отдельности. Для будущего использования все детали, включая URL-адрес веб-сайта, должны быть записаны в письменной форме, в идеале в блокноте большего размера.
  • Несколько сравнений цен.
    Перейдите на другой веб-сайт, если некоторые компоненты не могут быть найдены на одном. Рассмотрите возможность использования другой модели вместо нее, если вы не можете найти конкретную. Как правило, все, что вам нужно сделать, чтобы определить рыночную цену на тот или иной компонент, — это связаться с тремя или четырьмя дилерами (за пределами вашей непосредственной близости). Этот тип котировок, как правило, является самой низкой ценой, которую может предложить производитель, и она очень редко подлежит обсуждению: котировки в одном регионе мало различаются, в разных провинциях мало различаются, а расценки на разные модели в одном и том же регионе значительно различаются. Большой: на основе всего анализа котировок вы можете выбрать, какой компонент или компоненты приобрести. Чтобы уменьшить количество покупателей, цена должна быть соответственно снижена, а стоимость доставки должна быть самой низкой, вы должны сначала отфильтровать свой список покупок по категориям.
  • Оплата и доставка.
    Вы определили тип и модель компонента. И после завершения оценки поставщика вы можете напрямую совершить покупку. Заказ будет отправлен после подтверждения поставщиком.
  • Инспекция.
    Как только товары прибудут, их следует осмотреть; Сначала следует проверить модель, а затем количество. Как правило, нет ничего неправильного, если есть несколько вариантов, доступных для покупки. Затем проводятся выборочные проверки для проверки критических параметров. Если есть ошибка, немедленно свяжитесь с поставщиком для ремонта или замены.

Если вы не очень профессиональны и не хотите беспокоить, вы можете связаться со службой поддержки клиентов JHD. Мы готовы поставлять компоненты в Китае для наших клиентов после завершения производства печатных плат. Мы будем использовать наш собственный опыт для проверки качества компонентов и использовать преимущества нашего собственного бренда, чтобы помочь вам снизить затраты на закупку компонентов.

Шаг 1: Подготовьте необходимое оборудование и материалы. 

  • Паяльная станция или подставка с паяльником мощностью 20–40 Вт
  • Припой 60/40 (предпочтительно калибр 22)
  • Флюс для пайки
  • Инструмент для изменения высоты тона
  • Влажная губка
  • Мелкая наждачная бумага или стальная мочалка (для очистки соединений перед пайкой)
  • Кусачки (или кусачки)

Вам также понадобится оплетка/фитиль для припоя или демонтажный насос для удаления расплавленного припоя, если вы разбираете припаянные компоненты на печатной плате.

Шаг 2. Включите паяльник и дайте ему нагреться.
Шаг 3. Протрите горячую насадку влажной губкой, чтобы очистить жало припоя.
Шаг 4: Расплавьте немного припоя на бите припоя, чтобы придать ему цвет. Лужение способствует передаче тепла от жала припоя к соединению.
Шаг 5. Убедитесь, что припой прилипает к медной площадке на печатной плате. Если это не так, очистите его стальной ватой.
Шаг 6: Припаивается элемент для печатной платы.
Поместите наконечник горячего паяльника на медную площадку печатной платы и вывод компонента, чтобы нагреть их, прежде чем припаивать к нему электронный компонент. Любой припой, который коснется их, расплавится, попадет в центр контактной площадки и заполнит пространство, оставшееся вокруг вывода. После завершения сначала выньте наконечник, затем припой. Соединение может быть спаяно за считанные секунды.
Шаг 7. После пайки компонентов отрежьте лишние выводы компонентов с помощью кусачек, так как их контакт друг с другом может вызвать короткое замыкание.
Шаг 8. Используйте чистящее средство, например изопропанол, чтобы удалить лишний флюс, нанесенный на печатную плату.
Наш бизнес предлагает эффективную и надежную автоматизированную пайку волной и оплавлением в этой области в дополнение к оборудованию сборочной линии. Кроме того, проводится обучение персонала для строгого соблюдения стандартов сварки и предотвращения ошибок при сварке. чтобы гарантировать качество сборки печатных плат.

  • Шаг 1: Используйте экстрактор припоя, часто называемый припоем, для удаления припоя из соединения, например, если в печатную плату был вставлен неправильный компонент. 
  • Шаг 2: Прижимая поршень к пружине, залейте припой. Возьмите присоску для припоя и паяльник одной рукой.
  • Шаг 3: С помощью паяльника нагрейте соединение, которое необходимо распаять. Держите наконечник присоски близко к соединению, чтобы он был готов к использованию.
  • Шаг 4: Нажмите кнопку на присоске, когда припой расплавится, чтобы всосать расплавленный припой. Чтобы облегчить доступ присоски к стыку, иногда бывает полезно вынуть паяльник.
  • Шаг 5: Процедуру нагрева и отсасывания следует повторить, если весь припой не удален. Удалите отпаянный компонент, дав плате немного остыть.

Компания JHDpcb, производитель печатных плат, предлагает современные услуги по сборке печатных плат уже более 10 лет. Для того, чтобы предоставить детали печатных плат самого высокого качества в кратчайшие сроки, мы постоянно оптимизируем наших поставщиков электронных компонентов.
По сравнению с другими фирмами по сборке печатных плат, мы выделяемся своим акцентом на качество. Чтобы гарантировать, что мы даем вам печатные платы самого высокого качества, мы проверяем нашу сборку печатных плат на каждом этапе. 

Мы можем гарантировать, что каждая сборка печатной платы, которую мы предоставляем, соответствует вашим проектным спецификациям благодаря использованию передовых технологий и нашему высококвалифицированному персоналу. Пожалуйста, свяжитесь с нами, если у вас есть какие-либо вопросы или конкретные запросы.

Получите расчет стоимости печатной платы сейчас

Откройте высококачественные услуги по производству печатных плат в JHDPCB

Leave a Comment