7 Hinweise und Tipps zu Leiterplattenprojekten für Anfänger

Techniken zum Entwerfen einer Leiterplatte

PCB-Projekte PCB-Design umfasst einen systematischen Prozess mit definierten Schritten oder Phasen. Es geht nicht nur darum, einige elektrische Komponenten zusammenzubauen; und es ist weit mehr als das. Eine einfache Designtechnik umfasst die folgenden Schritte:    

1. Erfassung der Designanforderungen

2. Sicherung der richtigen Komponenten

3. Trajektorien zeichnen, die die Komponenten miteinander verbinden

4. Installation jeder Komponente gemäß Design

5. Testen der fertigen Leiterplatte

Häufige Probleme bei Leiterplattenprojekten

Wenn die Leiterplatte nicht mit geeigneten Schritten und Methoden entworfen wird, beeinträchtigt dies die Qualität und Funktion der Leiterplatte. Standardisierte Messungen, Abstände und Vorsichtsmaßnahmen müssen befolgt werden; diese können Platinenausfälle verhindern.

Das Verfolgen von drei Problemen findet sich normalerweise im PCB-Design; wir müssen vermeiden:

A. Elektromagnetische Störungen:

PCB-Prototyp-Fehler. Und schlechte PCB-Designtechniken wurden mit PCB-EMI-Problemen in Verbindung gebracht. Die folgenden PCB-Designtipps sind notwendig, um unerwünschte EMI auf der Leiterplatte zu reduzieren: 

1. Die Leiterplatte sollte mit einem metallischen Schirm abgeschirmt werden, um die Menge an EMI, die von der äußeren Umgebung kommt, zu reduzieren.

2. Biegen Sie die PCB-Leiterbahnen in einem Winkel von 45 Grad zur PCB-Kante, um eine EMI-Ausbreitung durch die Seite zu verhindern.

3. Vermeiden Sie Microstrips, Schichtwechsel und Routing in schnellen Signalen.

4. Verwenden Sie Streifenleitungen und lassen Sie differentielle Spuren in der Nähe sein.

5. Verwenden Sie eine kontrollierte Impedanz, die EMI unterdrückt und die Leitungsimpedanz an die Quellenimpedanz anpasst.

6. Führen Sie passende Erdungspraktiken ein, um Übertragungsleitungsdefekte zu vermeiden.

7. Verwenden Sie Entkopplungskondensatoren für die Übertragung schneller Signale, um Emissionen zu reduzieren.

8. Vermeiden Sie möglichst den Einsatz von Antennen und positionsempfindlichen Komponenten entfernt von Störsignalen.

B:Probleme mit dem Wärmemanagement:

Das Wärmeableitungsproblem kann die Leiterplatte stark beschädigen oder ihre Leistung erheblich beeinträchtigen. Finden Sie heraus, wie viel Strom jede Komponente verbraucht, da die verbrauchte Energie normalerweise der Menge an abgegebener Wärme entspricht.

Lokalisieren Sie die Komponenten, die am meisten Wärme abgeben, und bewerten Sie ihre Wärmeableitungsstrategie. Verwenden Sie einen Lüfter oder Kühlkörper, um die Wärmeableitung für leistungsstarke Zutaten zu erleichtern, und positionieren Sie empfindliche Teile weit entfernt von ihnen.

C. Signalintegrität:

Softwarepakete für das PCB-Design mit Funktionen zur Bewertung der Signalintegrität, um die Signalintegrität zu überprüfen, während Sie mit dem Design fortfahren. Mit den folgenden Tipps können Sie Probleme mit der Signalintegrität reduzieren: 

1. Stellen Sie sicher, dass unter den Übertragungsleitungen Erdungsebenen liegen, um Übertragungsleitungsprobleme zu vermeiden.

2. Verwenden Sie eine Impedanz der Übertragungsleitung, die der Erdimpedanz entspricht, um eine Fehlanpassung zwischen der Impedanz des Lastsenders und der Leitung zu verhindern.

3. Wenden Sie geeignete Erdungsmethoden an und vermeiden Sie das gleichzeitige Schalten von Ausgangsleitungen.

4. Reduzieren Sie Gegeninduktivität und Kapazität so weit wie möglich, um Übersprecheffekte zu vermeiden.

Leiterplatten-Projektkomponenten

Wählen Sie die Komponenten des Leiterplattenprojekts besonders sorgfältig aus. Sie möchten keine Zutaten verwenden, die Sie bei Bedarf nur schwer auf dem Markt bekommen können. Ausgewählte Elemente sind leicht austauschbar und wartbar. Dazu müssen Sie die Zuverlässigkeit des Komponentenherstellers und die Verfügbarkeit ausgewählter Komponenten auf dem Markt berücksichtigen. Sie müssen auch die Kosten für die Teile und die Wartungskosten berücksichtigen.

Verstehen Sie sogar die Materialien, die zur Herstellung jedes Teils verwendet werden. Das verwendete Material beeinflusst Faktoren wie Stärke, Qualität, Haltbarkeit, Kosten, Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit, Wartungskosten, Flammbeständigkeit usw. der Leiterplatte.

Abmessungen von PCB-Elementen

Jeder PCB-Hersteller hat seine bevorzugten PCB-Designspezifikationen, einschließlich der bevorzugten Leiterbahnbreite und des Komponentenabstands. Sie sind dafür verantwortlich, herauszufinden, was Sie brauchen, und Ihre Suche nach einem Hersteller auf Ihre Anforderungen auszurichten. Wenn Sie nicht wissen, was Sie brauchen, bevor Sie sich an Hersteller wenden, werden die meisten von ihnen nur das vorschlagen, was für sie geeignet ist, anstatt das, was Ihren Anforderungen entspricht.

Gute Schweißkenntnisse

Perfekte Schweiß- oder Lötfähigkeiten sind erforderlich, um ideale Leiterplatten herzustellen. Leiterplattenprobleme wie Kurzschlüsse können mit Lötproblemen einhergehen. Die folgenden Tipps geben Ihnen einige der Informationen, die Sie für einen perfekten Lötprozess benötigen.

1. Löten Sie kleine oder weniger empfindliche Komponenten vor großen oder zerbrechlichen Komponenten

Es ist klug, zuerst die kleineren Teile der Leiterplatte zu löten, bevor die wichtigsten Elemente gelötet werden. Wenn Sie die wichtigen Komponenten zuerst löten, kann der Zugang zu den kleinen Teilen blockiert werden, was zu einer Löthindernis führt. Löten Sie außerdem empfindliche Komponenten am Ende, um zu verhindern, dass sie beim Löten von weniger empfindlichen Komponenten beschädigt werden.

2. Stellen Sie sicher, dass die Lötkolbenspitze sauber ist

Sie erhalten eine hochwertige Lötstelle, wenn Ihre Lötkolbenspitze anständig ist, da sie eine bessere Wärmeleitung ermöglicht. Stellen Sie daher sicher, dass Sie eine großzügige Lötkolbenspitze verwenden. Eine ausgezeichnete Methode, um dies sicherzustellen, ist die Verwendung eines feuchten Schwamms zur Reinigung.

3. Achten Sie auf die Bildung von Lötstellen

Fehlende Lötverbindungen in komplexen Schaltungen sind keine Seltenheit. Bestätigen Sie das Vorhandensein von Lötstellen nach dem Löten jeder Komponente, um Frustration am Ende Ihrer Arbeit zu vermeiden.

4. Verwenden Sie Kühlkörper oder Lüfter für leistungsstarke Komponenten

Leistungsstarke Zutaten erzeugen viel Wärme, und Sie müssen für eine ausreichende Wärmeableitung auf dem Brett sorgen. Verwenden Sie Kühlkörper oder Lüfter, um die Wärmeableitung zu erleichtern und Drähte empfindlicher Komponenten anzuschließen.

Lesen Sie unseren Artikel PCB-Schweißen – Methoden und Techniken zur Reduzierung der Probleme , um alle Informationen zu erhalten, die Sie jemals für einen erfolgreichen Leiterplatten-Lötprozess benötigen.

Projektdateien für Leiterplatten erstellt

Wenn Sie ein PCB-Layout entwickeln, unterscheidet sich die Datei, mit der Sie arbeiten, von der Datei, die Ihr Hersteller für seine Arbeit benötigt. Das heißt, die von Ihnen bearbeiteten Daten sind mit Ihrer CAD-Software (z. B. DipTrace) kompatibel. Es heißt Projektdateien. Aber in diesem Format ist es für den Hersteller meistens nutzlos. Was Ihr Hersteller von Ihnen benötigt, sind Gerber-Dateien, die allgemein Herstellerdateien genannt werden.

Eine weitere Herstellerdatei, die der Hersteller von Ihnen verlangt, ist die Bohrerdatei. Es berücksichtigt die Position und Abmessungen aller Löcher, die durch die Leiterplatte gehen.

Nun hat jeder Hersteller seine Anforderungen an Gerber-Dateien, abhängig von der Fertigungsausrüstung. Die Generierung von Gerber-Dateien ist einer der komplizierten Schritte im PCB-Design, und der Prozess erfordert Erfahrung und Fachwissen. Fehler können zu einer Produktionsverzögerung oder einem nicht funktionsfähigen Produkt führen.

Fragen Sie den Hersteller Ihrer Wahl nach spezifischen Anweisungen zum Generieren von Gerber-Dateien und Drill-Dateien mit empfohlenen CAD-Tools. Danach ist es am besten, die empfohlene CAD-Software zu verwenden und den Anweisungen zu folgen, um die benötigten Daten zu erhalten.

Alternativ finden Sie möglicherweise Hersteller, die Projektdateien in ihren Rohformaten akzeptieren, um den komplexen Generierungsprozess für Gerber-Dateien zu vermeiden. Solche Hersteller generieren selbst Herstellerdateien durch einige automatisierte Mittel.

Wählen Sie den richtigen Lieferanten für Ihre Leiterplattenprojekte

Der Erfolg Ihrer Leiterplattenprojekte hängt von der Leistungsfähigkeit Ihres Leiterplattenherstellers und Komponentenlieferanten ab. Wählen Sie einen Hersteller, der Sie mit absoluter Ehrlichkeit und Engagement für den Erfolg der Leiterplattenprojekte durch den Produktionsprozess führen kann. Machen Sie eine Recherche zu Herstellerfähigkeiten, Nähe und Zuverlässigkeit.

Beziehen Sie außerdem Ihre Leiterplattenkomponenten von einem geprüften und vertrauenswürdigen Lieferanten. Es ist sogar ratsam, einen Hersteller und Komponentenlieferanten auf der Grundlage von Empfehlungen von erfahreneren Personen in der Branche auszuwählen.

Zusammenfassung

Kompliziertere Dinge als die Leiterplattenfertigung sind zweifellos nicht viel, selbst für Experten, die mehrere Leiterplattenprojekte abgeschlossen haben. Und zu denken, dass Sie ein Anfänger darin sind, könnte beängstigend sein. Aber wie Ihnen am Anfang versichert wurde, keine Panik. Die oben genannten Tipps führen Sie zum Erfolg.

Wählen Sie die richtigen Techniken, Komponenten und Hersteller; Verwenden Sie hervorragende Schweißkenntnisse und Projektdateien und vermeiden Sie die oben genannten häufigen PCB-Probleme. Vielleicht benötigen Sie noch Beratung oder suchen einen zuverlässigen Leiterplattenhersteller für Ihre Leiterplattenprojekte? Kontaktieren Sie uns noch heute unter WellPCB . Wir helfen Ihnen gerne weiter.