Veelvoorkomende PCB-ontwerpproblemen & bewezen oplossingen

Vergeleken met de ontwikkeling van softwaresystemen, hebben het hardware-ontwerp en de optimalisatie van elektronica de praktische problemen gezien zoals lange tijdsconsumptie en hoge kosten. Echter, in het daadwerkelijke ontwerp, neigen ingenieurs ertoe om meer aandacht te besteden aan de hoogst principiële kwesties, maar wat leidt tot de grote invloed op de werking van geprinte schakelkaarten, zijn juist enkele gedetailleerde fouten die we steeds opnieuw moeten corrigeren. Het is onmogelijk voor de perfecte generatie van PCB's, maar geleidelijke optimalisatie kan verkregen worden. Deze passage zal eerst enkele problemen op circuitontwerp, PCB-productie en onderhoud opsommen en daarna enkele makkelijk te gebruiken methoden bieden om aangepaste PCB binnen beperkte kosten te optimaliseren.

Uithoudspanning-bescherming van multi-kanaal stroomrichting LED

Neem een gangbare openbare elektriciteitsverdeling als voorbeeld. Om de normale werking van de schakeling te garanderen, wordt multi-kanaal stroom gebruikt om elektriciteit te leveren aan de voedingsmodule die een AC-DC-module is met de parameters "Uin=AC85~264V". IN4007-richtings-LED die in serie geschakeld is met 300Ω 1/2W koolstofweerstand, wordt gebruikt door multi-kanaal invoer voor isolatie. Figuur 1 is het schakelschema van dit product.

Theoretisch is het een perfect idee, terwijl er ernstige problemen in het daadwerkelijke gebruik zijn. Zonder piekspanning overwogen, in de normale situaties, kan de spanning tussen multi-kanaal stroom AC400V bereiken en de uithoudspanning van IN4007 kan 1000V bereiken. De juiste componenten zijn gekozen, toch? Maar het feit is dat de kortsluiting-ontploffing vaak gebeurt vanwege het uithoudspanningsprobleem, wat leidt tot de schroot van het hele product. Natuurlijk kan niet ontkend worden dat de lage kwaliteit van componenten en de veroudering van LED's ook bijdragen aan het probleem. Maar zelfs als hoge-kwaliteit LED's of LED's met hogere uithoudspanning in plaats van de vorige geïnstalleerd worden, staat het probleem er nog steeds.

Overwegend de kwaliteitsproblemen van vroege vermoeidheid binnen de garantie en het bestaan van doorlooptolerantie (TPY), is het bijna onmogelijk voor componenten om 100% TPY te bereiken. Wat deze schakeling betreft, zijn 24 richtings-LED's vereist in deze geavanceerde schakeling met de schrootpercentage variërend van 2,4% tot 7,2%. PCB's met zo'n kwaliteit zijn nooit in staat om de behoeften van klanten volledig te realiseren. Als een kwestie van feit, hier is een makkelijk te gebruiken manier om dit probleem aan te pakken. Zolang er één meer IN4007 in serie in elke lus geplaatst wordt, zal dit gemakkelijk worden opgelost. Omdat op dit moment de schakelingsspanning met 0,7V wordt verlaagd, heeft het geen effect op de uitgang. Alleen een kleine kostenverhoging brengt de dubbele uithoudspanningswaarden en een daling van de foutvoorkomens tot 0,5%.

Oplossingen voor elektromagnetische interferentie door frequente werking van miniatuurrelais

De elektromagnetische interferentie die door de miniatuurrelais op PCB's wordt veroorzaakt, aangezien boogontlading wordt geproduceerd wanneer ze hoge stroom afbreken. De interferentie beïnvloedt niet alleen de normale werking van de CPU, wat leidt tot frequente resets, maar zorgt ook dat decoders en drivers verkeerde signalen en instructies produceren, wat resulteert in de fout van componentenimplementatie. Al deze invloeden zullen defecte goederen en ongevallen veroorzaken. Om dit probleem op te lossen, kunnen twee aspecten overwogen worden: het verhogen van de anti-interferentie-capaciteit van de CPU en het verminderen van de interferentiebron.

1. Verhoog de anti-interferentie-capaciteit van de CPU.

Een CPU met hoge anti-interferentie-capaciteit moet geïnstalleerd worden. De selectie van CPU's heeft ook experimenten en tests nodig. Bijvoorbeeld, 90C52RC SCM is een ideale selectie. Dit type CPU heeft 20kV anti-statische capaciteit en 4kV anti-snelle puls en elektromagnetische capaciteit.

2. Verminder de interferentiebron

• • Relais-aangedreven versterkers zijn in staat om de interferentie die wordt gegenereerd door terugtrekkende elektromotorische kracht effectief te verminderen wanneer de spoel in een stroomuitval is.
• • RC-absorptieschakeling wordt parallel tussen relaiscontacten aangesloten, zodat ruisinterferentie snel geabsorbeerd kan worden.
• • Schakelborden zijn koperbeplaatst. Koperbeplating is zeer nuttig bij het verminderen van relaisinterferentie.
• • Relais moeten zorgvuldig geselecteerd worden. Relais met dezelfde specificatie hebben altijd selecties van verschillende spoelvermogen. Het basiscprincipe is dat hoe groter het spoelvermogen is, hoe sneller de relaiscontact aan/uit-acties worden, hoe korter de tijd van boogontlading tussen contacten is, hoe korter de elektromagnetische interferentietijd wordt.

De verbetering van Pad-loslating

Zowel demontage als solderen kan niet vermeden worden wanneer PCB's onder onderhoud zijn. Verouderde PCB's of PCB's met te kleine pads ervaren altijd de pad-loslating en solderlaag-loslating op plaatgatwand wanneer componenten van PCB's gedemonteerd worden.

1. Wat betreft de pin-pad loslating, kan de nabijgelegen pad op dezelfde route met een korte lijn verbonden worden, die geselecteerd kan worden volgens de afstand en de hoeveelheid stroom die het kan dragen. Voor de korte afstand, kunnen de bijgesnoeide weggeworpen pinnen of pin-header gebruikt worden voor solderen; voor de lange afstand, kunnen koperdraden met buitenste isolerende laag gebruikt worden voor verbinding om de kortsluiting te voorkomen die door de verbinding tussen lijnen en pinnen van andere componenten wordt veroorzaakt. Wanneer het pad-loslatingsprobleem altijd in deze plaats optreedt, kan het geverifieerd worden dat het PCB-ontwerp hier zo irrationeel is dat het ontwerp van pads geoptimaliseerd moet worden. Pads kunnen in lang-ronde of druppelvorm ontworpen worden binnen de bruikbare ruimte en korte en dikke koperbeplaatste lijnen kunnen toegevoegd worden om de absorptiecapaciteit naar PCB-materiaal te vergroten.

2. Wat betreft de solderlaag-loslating op plaatgatwand, ligt de reden in de kleine grootte van het plaatgat. Wanneer componenten van PCB's gedemonteerd worden, gaat de solderlaag van de plaatgatwand mee. Dus het wordt voorgesteld dat de grootte van het padgat 0,3 tot 0,5mm groter moet zijn dan die van pinnen in het ontwerpproces. Wanneer de soldeertinlaag op de padgatwand is afgevallen, kan deze methode geprobeerd worden. Pinnen van nieuwe componenten moeten voor het verijnen geïnstalleerd worden met de soldeertinlaag iets dikker. Vervolgens is de pin-soldering. De soldeertinlaag op de pin is in staat om de pads op PCB's gemakkelijk te solderen.

Vervanging van kwetsbare componenten

Zolang elektronische componenten gebruikt worden, worden sommige delen kwetsbaar en moeten worden veranderd of vervangen. De gebruikelijke methode van het onderhouden van deze componenten is door solderen, wat leidt tot veel tijdsconsumptie, de werkefficiëntie sterk beïnvloedend. Het wordt voorgesteld dat voetjes aan kwetsbare componenten worden toegevoegd of verbindingen kunnen worden gemaakt door stekkers of invoerrijen. Deze methode helpt ingenieurs veel tijd en moeite te besparen.

PCB-ontwerp en optimalisatie is een gecompliceerd proces, dat zowel een ontwerpblauwdruk als triviale details vereist. Het optimaliseren van elk detail leidt tot tijdsconsumptievermindering en kostenverlaging in het PCB-fabricageproces.

Bespreek uw PCB-project met PCBCart, en laat uw PCB-ontwerpbestand GRATIS controleren!

Wanneer u PCBCart kiest als uw PCB-fabrikant, zullen we een GRATIS DFM-controle op uw PCB-bestand uitvoeren voordat de productie begint. Als er eventuele PCB-problemen gedetecteerd worden, zullen we contact met u opnemen om ze samen op te lossen! Deze procedure helpt garanderen dat de uiteindelijke schakelborden precies werken zoals u ze ontworpen! Wilt u gebruikmaken van onze DFM-controle? Klik op de volgende knop om een offerte aan te vragen voor uw PCB-prijzen en de bestelling in te dienen. We nemen zo spoedig mogelijk contact met u op!

Nuttige bronnen:

• Ultimate Printed Circuit Board Design Guide
• PCBCart biedt Full Feature PCB Fabrication Service
• Behalve PCB-fabricatie, biedt PCBCart ook Advanced Turnkey PCB Assembly Service
• PCB-ontwerpbestandsvereisten voor snelle PCB-assemblage offerte en productie