"Cihaz ve Sistem Geliştirmede EMC Tasarımı" Eğitimimize Katılın...
100' e yakın şirkete verdiğimiz eğitimimiz hakkında ayrıntılı teknik bilgi için lütfen tıklayınız...
Eğitim faaliyetlerimize katılımlara ait görsellere bakmak için tıklayınız.

EĞİTİMİMİZE KATILIN... MESLEKİ BİLGİNİZİ DAHA DA ARTIRIN...

Diğer firmaların vermeye çalıştığı ve sadece MIL-STD askeri veya sivil standartlarının anlatıldığı eğitimlerden farklıyız...!
Standartların yanı sıra; Tasarım ve Pratik eğitim veriyoruz....!
Ülkemizde teorik ve pratik EMI / EMC eğitimini bir arada veren ilk ve tek eğitimde; sınırlı sayıda kontenjan için bir an önce yerinizi ayırınız.

Kayıt ve diğer bilgiler için tıklayınız...

Türkiye' deki Sivil ve Askeri cihaz devre tasarımı ve EMC konusundaki en kapsamlı ve Türkçe içerikli web sitesine hoş geldiniz.

Askeri Sistemlerde Kullanılacak PCB' ler İçin Yerleşim Tasarım Bilgileri - 1 :

GİRİŞ

Bir PCB tasarımı yapılırken komponent yerleşim planı yapmak ve yerleşimi gerçekleştirmek PCB tasarımının en temel bilinmesi gereken tasarım adımlarından birisidir. Bu tasarım aşamasını 3 bölüm halinde burada anlatmaya çalışacağım.

Bu makalenin devamı niteliğindeki; diğer 2 makaleye aşağıdaki linklerden ulaşabilirsiniz...

Bu sayfada paylaşılan bilgileri okuduysanız; yandaki linke tıklayarak "Askeri Sistemlerde Kullanılacak PCB' ler İçin Yerleşim Tasarım Bilgileri - 2 :" başlıklı makalemi de mutlaka okumanızı tavsiye ederim.

Bu sayfada paylaşılan bilgileri okuduysanız; yandaki linke tıklayarak "Askeri Sistemlerde Kullanılacak PCB' ler İçin Yerleşim Tasarım Bilgileri - 3 :" başlıklı makalemi de mutlaka okumanızı tavsiye ederim.

Yukarıdaki 3 yazıyı okumadan önce yanda linki verilen yazıya tıklayarak "Elektronik kartlarda Koruyucu Toprak (Protective Earth), Toprak (Fonsiyonel), Şasi Toprak (Chassis Ground), Sinyal Toprak (Signal Ground):" başlıklı makalemi de okumanızı tavsiye ederim.

Şimdi konumuzla ilgili ayrıntılara bir göz atalım.

PCB Üzerinde Komponent Yerleştirme Sanatı veya Bilimi

Tasarımınızın EMC performansını iyileştirmek istiyorsanız, PCB düzeni size “paranızın” en büyük “kazancını” sağlar. İyi bir düzen elde etmenin ilk adımı, komponent yerleştirme ile başlar. "Kötü" komponent yerleşimli "iyi" bir PCB düzenine sahip olamazsınız.

PCB düzeni hakkında konuşurken, DF_(Designed For) kısaltmasını duyabilirsiniz. Temel olarak, ilk iki harf "Tasarım İçin(Designed For)" anlamına gelir ve üçüncü karakter (alt çizgi) belirleyici faktörü açıklar.

Ayrıca DFM (Üretilebilirlik İçin Tasarlandı/ Designed For Manufacturability) veya DFA (Montaj İçin Tasarlandı/Designed For Assembly) ve DFT (Test Edilebilirlik İçin Tasarlandı/Designed For Testability) kısaltmalarını da duyabilirsiniz.

DFA, montaj hatasını azaltmaya odaklanırken, DFT gerekli test (araştırma) noktalarının sayısını en aza indirirken yeterli test kapsamı sağlamaya ve test fikstürü karmaşıklığını en aza indirmek için test noktaları yerleştirmeye odaklanır. Temel kurallar sektöre ve üretim tarzına bağlı olarak değişebilir. Burada belirtilen kurallarınızı belirleyip tablo yaparak ilerleyin.

Burada başka bir konuya odaklanacağız - EMC için tasarım. EMC hakkında konuştuğumuzda bazıları buna "sanat", bazıları ise "bilim" diyor.

Bu yazı, komponent yerleştirme sanatının (veya biliminin) bazı yönlerini inceleyecektir.

Genel yönergeler

Bu kılavuzda özel olarak ele alınmayan bileşenler için tamponlar tasarlarken, tasarım önerileri için imalat, parça satıcıları ve montaj satıcıları ile iletişime geçilmesi önerilir.

Bileşenlerin nominal boyutları, ped geometrilerini tasarlamak için kullanılacaktır.

Mümkün olduğunda, fiziksel bileşeni ölçün ve pedi bu boyutlara göre tasarlayın.

Paket boyutları aynı olmayabileceğinden, birden fazla tedarikçiye sahip bir bileşen için tasarım yaparken dikkatli olunması önerilir.

Boyutların çok fazla değişmemesi kaydıyla, birden fazla parça için ortak bir ped tasarlamak mümkündür.

Belirli bir parça için normal tampon tasarımından 0,010 ″'dan daha büyük pedlerin tasarlanması önerilmez.

Nominal ped tasarımı, parça veya montaj satıcılarından gelen tavsiyeler veya bu tasarım belgesinden türetilen pedler olmalıdır. Nominalden daha küçük pedler tasarlamayın.

Bazı parçalar dalga lehimleme işlemi ile uyumlu değildir ve lehimleme sırasında bileşenlere zarar verebileceğinden montajların lehim tarafında kullanılmak üzere tasarlanmamalıdır.

Komponentleri yerleştirirken aşağıdaki önerilen kurallar kullanılabilir:

• PCB ana hatlarını çizerek başlayın ve tüm bileşenleri PCB alanının dışına yerleştirin.
• Bileşen yerleştirmedeki bir sonraki adım, bileşenle ilişkili işlevselliği ve sinyalleri belirlemektir.

İlk olarak, ilgili işlevselliğe göre bileşenleri ayırın. Örneğin:

- Analog ve Dijital
- Sinyal Kaynağı
- Sinyal Koşullandırma ve Güç Kaynağı

Ardından, bunları frekansa ve onunla ilişkili güce göre ayırın.

Örneğin, düşük frekansa karşı yüksek frekans.

Karmaşık sistemlerde daha fazla ayrıntı kullanmanız gerekebilir. Ayrıca, sistemdeki kritik sinyalleri tanımlayın (ör. Kesinti(interrupt), Saat(clock), vb.).

• Depolama(storage) kapasitörünü talebin en yüksek olduğu konuma yakın bir yere yerleştirin. PCB boyunca birden fazla depolama kapasitörleri yerleştirmelisiniz. En azından, işlevsel blok başına bir ve anlık talep yüksekse belki daha fazla. Bir ayırma(decoupling) kapasitörü, mümkün olduğu kadar besleme pinlerine yakın yerleştirilmelidir. Her bir güç pini çifti için bir dekuplaj kondansatörü kullanın.

• Yükün yanına kristal osilatörleri ve saatleri(clock) yerleştirin (yani, mikrodenetleyicinin osilatör pini). Tercihen bu bloğun etrafında bir koruma halkası(ring bakır yüzey) kullanın ve bunu birden çok yerde Toprağa(ground) bağlayın.

• Yüksek frekans sinyalini kısa yapmak için yüksek frekanslı kaynağı ve hedef bileşenlerini daha yakına yerleştirin. Benzer şekilde, kritik sinyaller için iz uzunluğunu en aza indirmeye çalışın (yani; Kesinti(interrupt), Sıfırlama(reset), vb.).

• Tercihen yüksek frekanslı sinyaller aynı kart üzerinde tutulmalıdır. Yüksek frekanslı sinyalin kartın dışına gönderilmesi gerekliyse, bu komponentler bir kenar konektörüne daha yakın yerleştirilmelidir. Yansımayı(reflection) ve radyasyonu(radiation) azaltmak için lütfen bir iletim hattı(transmission line) kullanın.

• Duyarlı bileşenler PCB kenarından uzak tutulmalıdır. Tercihen bunları tahtanın ortasına yerleştirin. Bu mümkün değilse, bunları kenardan 25 mm'den daha uzak bir mesafeye yerleştirmeye çalışın.

• Dış dünya ile arayüz oluşturan komponentler, PCB kenarına yakın tutulmalıdır. Çevresel etkiyi (yani ESD) azaltmak için kalan komponentler PCB kenarından uzak tutulmalıdır.

• Harici sinyalleri filtrelemek için filtreler (yani, RC veya Ferrit boncuk) kullanılıyorsa, PCB'ye girişlerinin olduğu yere yerleştirilmelidirler. Gürültüyü bastırmak için bir Ferrit boncuk kullanılıyorsa, duyarlı bir cihaz yerine gürültü kaynağına doğru tutulmalıdır. Daima kaynaktaki gürültüyü bastırmaya çalışın. Gürültü yayılırsa, onu kontrol etmek zorlaşır.

• Güç filtrelemesi için ortak mod(common mode) bobini veya geçici bastırıcı cihazlar(transient suppressor devices) (yani, MOV) kullanılıyorsa, bunlar PCB'nin girişine yerleştirilmelidir. Şebeke gücü (L ve N) dahil olmak üzere diferansiyel sinyaller, aynı konnektör üzerindeki bitişik pinlerden gelmelidir.

• Kuplajı azaltmak için fonksiyonel blokları fiziksel olarak ayırın. Gürültü üreten cihazları ve hassas cihazları PCB'nin diğer ucuna yerleştirin veya aralarında maksimum mesafe bırakmaya çalışın.

Özet olarak, komponent yerleştirme için bazı temel kuralları tartıştık. Bu kurallara uyarsanız, iyi bir PCB düzeni elde etme yolunda ilk adımı atmış olursunuz.

Bu kuralları DFM kurallarınızla kullanmanız gerekir ve bir noktada birine diğerine göre öncelik vermeniz gerekebilir. Aşağıda Şekil' lerde, bu kavram grafik formatında gösterilmektedir.

ŞEKİL: PCB DEVRE KATLARI PLANLAMA ÖRNEĞİ 1

Konektörün Yakınına Yerleştirilen Yüksek Güç / Frekans Bileşenleri

ŞEKİL: PCB DEVRE KATLARI PLANLAMA ÖRNEĞİ 2
Devrenin Ayrı Dijital ve Analog Bölümleri

ŞEKİL: PCB DEVRE KATLARI PLANLAMA ÖRNEĞİ 3

PCB montaj şekline karar verilmesi:

PCB üzerinde 4 çeşit montaj söz konusu olabilir. Bu montaj türleri EMC yayınımı açısından değişiklik gösterecektir. Tüm malzemeleri SMD kullanmak montaj hızı ve maliyet açısından daha mantıklıdır.

Tek Taraflı (SMT) Montaj

Yüzeye monte bileşenler kartların yalnızca bir tarafında veya bileşen tarafında. Açık delik bileşenleri olmadığından, bu kartların matkap deliklerine ihtiyacı yoktur ve bakır pedlere ve lehim maskesine sadece bir tarafta ihtiyaç vardır.

İkinci nokta, tek taraflı açık delikli (TH) panellerle aynıdır, ancak pedlere lehim tarafı olarak da adlandırılan kartın karşı tarafında ihtiyaç duyulur.

Tek Taraflı Karışık (SMT ve THT) Montaj

Bileşen tarafında hem delik hem de yüzeye monte bileşen gövdeleri. Tek taraflı olarak adlandırılmasına rağmen, delikli pedlerin lehim tarafında, bileşen gövdelerinin karşı tarafında olması gerektiğinden PCB kartının kendisinin çift taraflı olması gerekir.

Çift Taraflı (SMT) Montaj

Basit ve kompakt, çift taraflı SMT panoları, mevcut alandan en iyi şekilde yararlanmak ve katı form faktörlerinin karşılanmasını sağlamak için her iki tarafı da kullanır. Burada kaplanmış deliklere gerek yoktur.

Dalga Lehimli Çift Taraflı Karışık (SMT ve THT) Montaj

Her iki tarafta THT ve SMT. Bu yapı, lehim tarafındaki uzun bileşen uçları arasındaki boşlukların da SMT gayrimenkulünü maksimize etmek için kullanılması dışında tek taraflı karışık montaja benzer. Seri üretim için, hem SMD hem de THT bileşenlerini lehimlemek için dalga lehimleme gereklidir.

PARÇA YERLEŞTİRME VE YÖNLENDİRME

Genel mühendislik gereksinimleri

BU GEREKLİLİKLER AYRICA DELİKLİ BİLEŞENLER İÇİN GEÇERLİDİR

Bileşenler, montaj, inceleme ve onarım kolaylığı için sıralar ve sütunlar halinde düzenlenmeli ve tekdüze yönlendirilmelidir.

Ayrıca devrenin kriterlerine en iyi cevap verecek şekilde yerleştirilmelidirler.

Kart kılavuzlarının, dalga lehim aletlerinin ve dalga lehim sertleştiricilerinin temizlenmesi için PCB'nin üst ve alt taraflarında 0,125 ″ (minimum) net bir alan sağlayın.

Kapasitörler ve diyotlar gibi tüm polarize bileşenleri aynı yönde yönlendirin.

Tüm polarize bileşenlerin polaritesi serigrafi üzerinde gösterilmelidir.

Test sırasında kolay erişim için test noktalarını, anahtarları, atlama tellerini ve ayarlanabilir bileşenleri bulun.

Analog ve dijital topraklar ve voltajlar arasında temiz bir ayrım elde etmek için bileşenleri yerleştirin.

Mümkün olduğunca girişleri çıkışlardan ayırın.

Termal eylemleri en aza indirmek için yüksek ısıya veya ısıya duyarlı bileşenleri bulun.

Genel yerleştirme yönergeleri

Etkili yerleştirme ve lehimleme için benzer bileşenleri aynı yönde ve doğru yönde yönlendirin.

Kartın lehim tarafına çok sayıda PTH kablosunun hemen arkasına yerleştirilen bileşenlerden kaçınılmalıdır.

PTH (Pin through hole) uçları ile her tarafta lehim tarafı SMT(surface mount technology) bileşenlerini çevreleyen tasarımlardan kaçının.

Sıkışmış gazlar lehimi bloke edebilir ve PTH, SMD sonlandırmalarına lehim akışını bozabilir. Bunun bir örneği, PGA'lar, PLCC ve LCC paketleri için doğrudan delikli soketlerin altındaki çip kapasitörleridir.

Mümkün olduğunda, tüm SMT bileşenlerini kartın aynı tarafına ve tüm delik bileşenlerini bileşen tarafına (üst) yerleştirin. Bu, bir düzeneği lehimlemek için gereken işlem sayısını minimumda tutar.

Bir montaj, üstte ve altta ve üstte açık delik bileşenleri içerdiğinde, montaj, alt taraftaki SMT bileşenlerini lehimlemek için ekstra bir epoksi işlemi gerektirir.

PLCC paketleri, karma teknolojili kartlarda kartın lehim tarafına yerleştirilmemelidir.

Komponent aralığı

Bileşen aralığı için bileşen, lehimleme, yeniden işleme, test ve otomatik montaj için kritiktir. Bileşenler birbirine çok yakın yerleştirilirse, alma ve yerleştirme makinelerinin yerleştirme başlığı , bazı parçaların manuel olarak yerleştirilmesini gerektiren diğer bileşenlerle çakışabilir.

Ayrıca, bu koşullardan herhangi biri daha uzun ve daha maliyetli bir montaj sürecine ve daha az güvenilir ürüne neden olabilir.

Çip bileşenlerini kademeli bir düzende bir kartın altına yerleştirirken, gölgelendirme ve lehimlenmemiş sonlandırmaların oluşmamasını sağlamak için minimum 0,100 ″ boşluk gerekir (bkz. alttaki Şekil).

Şekil 5-2 DALGA LEHİM YAPILIRKEN KADEMELİ TALAŞ BİLEŞENLERİ ARASINDA GEREKLİ

Minimum mesafe

En yaygın ambalaj türleri için minimum bileşen aralığı alttaki Şekillerde gösterilmektedir .

Montaj, yeniden çalışma ve test için gerekli açıklığı sağlamak için yeni veya standart olmayan parçalarla tasarım yaparken dikkatli olunmalıdır.

Genellikle, bileşen-bileşen aralığı, bileşen yüksekliğinin 1 katı (tercih edilen) veya bileşen yüksekliğinin 1 / 2' si (minimum) olacaktır.

Aralıklarla ilgili sorular ortaya çıktığında imalat mühendisliği veya montaj satıcısına danışılmalıdır.

Şekil: SMT BİLEŞEN ARALIĞI

Şekil: SMT' den THRU-HOLE PIN BİLEŞEN ARALIĞINA

Komponent ve kart oryantasyonu

Kart çerçevesinin boyutu ve geometrisi, takım delikleri, bir kartın kenarındaki konektörlerin ve bileşenlerin konumu, yerleştirme ve lehimleme ekipmanı boyunca akış yönünü belirleyecektir.

BÜYÜK BİLEŞENLERİ TASARIMIN ÜZERİNE EŞİT YAYARAK LEHİM İÇİN DAHA İYİ TERMAL DAĞITIM ELDE EDİLİR.

Şekil: TERMAL DAĞITIM İÇİN YERLEŞTİRME

Bileşen oryantasyonu, yeniden akış ve dalga lehimli montajların kalitesi ve güvenilirliği üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. Zayıf güvenilmez lehim bağlantıları, lehimlenmemiş bağlantılar ve bileşenlerin kaldırılması (bkz. alttaki Şekil) yanlış yerleştirme ve yönlendirmenin bazı sonuçlarıdır.

Şekil: Mezar taşlı komponent :))

Bazı yaygın ped tasarımıyla ilgili montaj sorunları ve önerileri aşağıdaki Şekil'de gösterilmektedir.

PCB üzerinde toprak(ground) bağlantıları:

PCB üzerinde yer alan toprak bağlantılarının ilk tasarım aşamasında düşünülerek ayrılması önemlidir. PCB kartı üzerindeki bu topraklama, kartlar arasındaki RF sinyalleri için yetersizdir.

Aşağıda verilen iki resimdeki gibi bağlantı şekli bazı avantajlar sunar:

Şasi zemini normalde akım taşımaz.
Bu düzenleme, zemin döngülerini önler.
İletim yoluyla gürültü bağlantısı önlenir.
Şasi, güvenlik için güç toprağına bağlanmıştır.
Şasi zemini, sadece arıza durumunda akım taşır.

Bir PCB üzerinde aşağıdaki gibi toprak bağlantıları tasarımcı tarafından gerekli görülürse üretilebilir.

İdeal olarak, bir topraklama sistemi, referans olarak hizmet ettiği tüm sinyallere sıfır empedanslı bir yol sağlamalıdır. Durum böyle olsaydı, toprağa bağlı farklı devrelerden veya ekipmandan gelen sinyal akımları, devreler veya ekipman arasında istenmeyen bağlantı oluşturmadan ilgili kaynaklarına geri dönebilirdi.

Tasarımcıların zemini ideal olarak görmesi ve topraklama sisteminin gerçek özelliklerine gereken dikkati göstermemesi nedeniyle birçok girişim sorunu ortaya çıkar.

Tasarımcıların zemin sistemini ideal olarak ele almalarının başlıca nedenlerinden biri, bu varsayımın genellikle devre veya ekipman tasarım parametreleri açısından geçerli olmasıdır. Yani, güç veya sinyal frekanslarındaki empedans küçüktür ve devre üzerinde çok az etkiye sahiptir veya hiç yoktur. Veya ekipman performansı idealdir. Ancak hiçbir zaman ideal bir ortam olmayacaktır.

Toprak, ortak bir dönüş için kullanılan herhangi bir referans iletkeni anlamına gelir. Topraklama(Earting), yalnızca belirli bir zemine bağlanma(grounding) durumudur.

Bir topraklama iletkeninin yüksek frekans davranışının anlaşılması, onu bir iletim hattı olarak görerek basitleştirilir. Toprak yolunun çalışması boyunca tek tip olduğu kabul edilirse, hat boyunca gerilimler ve akımlar zaman ve mesafenin bir fonksiyonu olarak tanımlanabilir.

PCB' de Faraday Kafesi Kullanımı:

Gürültülü ortamı izole etmek için Faraday kafesi / koruma halkasını kullanın:

PCB'nin kenarına zemin eklenerek bir Faraday kafesi oluşturulur. Amaç, bu sınırın dışına herhangi bir sinyal yönlendirmek değildir. Bu teknik, emisyonu / girişimi tanımlanan sınırlar dahilinde sınırlar.

0 V(Ground) - Şasi(Chassis Ground) Bağlantısı

Şasiyi veya kasayı(Chassis Ground) devrenin 0V' una(ground) bağlamak veya bağlamamak ve nasıl bağlayacağınız zor bir sorudur.

Aşağıda bu konuda birkaç önemli noktaya değinilmiştir:

Devre, kasa / kabin / şasiden tamamen izole edilmişse, parazitik kapasitanslar (devre ile kasa arasında) yük oluşturabilir ve devre boşta(floating) kalabilir. Bu parazitik kapasitans boşaldığında, bu bir güvenlik tehlikesi olabilir veya bileşenlere zarar verebilir. Şasi ile devre arasındaki bir kilo / mega ohm direnç, yükü boşaltabilir ve bunu önleyebilir.

Şasi devreye güvenlik için bağlıysa, tek bir yıldız noktalı düşük frekans bağlantısı kullanın. Ancak bu, yüksek frekanslı gürültüye pek yardımcı olmayacaktır. Yayılan emisyonlara (veya hatta yüksek frekanslı iletilen emisyonlara) karşı koruma sağlarken, şasi bir EMI dökümü olarak kullanılır.

Besleme kapasitörleri / filtreleri ki bunlar; Y2 kapasitörleri ve şaseye yönlendirilmiş 100pF - 10nF aralığındaki kapasitörlerdir, yüksek frekanslı gürültüyü kasaya boşaltmak için kullanılır. Kapasitörler şasiye dijital düzlemler boyunca dağıtılmalıdır.

Kondansatörler / filtreler ve şasi arasında çok iyi yüksek frekans bağlantıları ve şase bağlantısı(bonding) gereklidir, aksi takdirde EMI için eklenen filtreler ve bağlantılar, düzgün çalışmayacaktır.

Şasi Toprağı(Chassis Ground)

PCB üzerinde Şasi toprağı(Chassis ground) kullanmak topraklama açısından önemli bir parametredir.

Şasiye doğrudan düşük empedanslı bir bağlantı çok önemlidir(Alttaki Şekil).
Şasi toprağı bağlantısı için ana kart montaj pedlerini kullanmak düşük maliyetli ve iyi bir yaklaşımdır.
Tek noktalı toprak korunacaksa, sinyal toprağına birkaç noktada kapasitif bağlantı yapılabilir.
Etkili kondansatör uçları kısa olmalıdır. Yani hangi noktalardan şase bağlantısı yapılacaksa kapasitör yerine 0R direnç kullanılır.

Şasi toprağı bağlantısı için ana kart montaj pedlerini kullanmak iyi bir çözüm olmasına karşın gürültü kaynağının yeri belli olmadığı için hangi pad e 0R hangi pad e kapasitör kullanılacağı testler esnasında belli olacaktır. Ben kendi tasarımlarımda genellikle bu kapasitörleri tümüyle eklerim. Bir kapasitöre de 0R takarım. Burada 0R takılacak kapasitör karta beslemenin ilk geldiği yerdeki pad olması daha uygundur.

Konumlandırma Delikleri

Kaplanmamış deliklerin ön ve arka taraflarındaki lehim maskesi açıklığı, D + 5mil olmalıdır, delik etrafında eş merkezli olmalıdır, burada D kaplanmamış deliğin çapıdır.

Askeri sistemlerde; A tipi mekanik delik lehim maskesi açıklığı ve konumlama deliği (Mounting Hole) kullanmak, toprak bağlantısı için en iyi çözümdür.

Burada vidalamanın yapılacağı alanın daha güçlü olması da sağlanmış olacaktır. Ayrıca montaj deliğinin kenarındaki ek via larla toprak veya şaseye daha düşük empedanslı bir bağlantı sağlanmaktadır.

İyi bir pratik olarak aşağıdaki gibi mounting hole ler aşağıdaki formatta olmalıdır.

Şasiye referans, özellikle Giriş / Çıkış konnektör alanında mümkün olduğunca düşük bir empedans yolundan yapılmalıdır. Asla fazladan bileşen veya iz kullanmayın.

Yani; sıfır ohm dirençler = sıfır ohm indüktörler kullanılabilir. Ferit boncuk kullanılırsa DC direnci düşük olmalıdır.

0 V(Ground) - Şasi(Chassis Ground) Bağlantısı

Şasiyi veya kasayı(Chassis Ground) devrenin 0V' una(ground) bağlamak veya bağlamamak ve nasıl bağlayacağınız zor bir sorudur.

Aşağıda bu konuda birkaç önemli noktaya değinilmiştir:

Besleme kapasitörleri / filtreleri ki bunlar; Y2 kapasitörleri ve şaseye yönlendirilmiş 10pF - 22nF aralığındaki kapasitörlerdir, yüksek frekanslı gürültüyü kasaya boşaltmak için kullanılır. Kapasitörler şasiye dijital düzlemler boyunca dağıtılmalıdır.

Hazır veya tasarlanmış açık çerçeve güç kaynağı(Open frame power supply) kullanımı veya cihaz muhafazası olarak plastik kutu kullanımında veya gürültünün problem olabileceği yani gürültü kaynağı olduğu bilinen ortak mod ve difransiyel mod gürültü içeren elektronik kartlarda PCB' nin mekanik montaj delikleri anten görevi görebilir. Bu durumda yukarıda ki bölümlerde anlatılan kısımlara ek olarak AC veya DC tarafta Line-Şasi veya Nötr-Şasi veya DC(+) - Şasi veya DC(-) -Şasi arasında direk veya kapasitör yoluyla bir bağlantı yapılması çoğu zaman gerekebilir. Bazen de eklenen bu kapasitörler EMI gürültüsünü artırabilir. Bu durum EMC testleri esnasında deneme yanılmayla anlaşılır.

Bir güç kaynağı "Sınıf I" tipse (bir toprak bağlantısı gerektiren) giriş ve çıkış gürültüsü bastırma genellikle hat / nötr ile toprağa ve DC çıkışı toprağa arasındaki seramik kapasitörleri içerir. Aşağıda tipik bir bağlantı gösterilmektedir.

AC girişinde, yüksek frekanslı gürültü kapasitörlerin düşük empedans yolundan toprağa akar. Bu, elektriksel parazitin AC girişine geri iletilmesini ve diğer ekipmanlarda EMI (Elektromanyetik Parazit) şeklinde sorunlara neden olmasını önler.

DC çıkışında, kapasitörler aynı işleve sahiptir, bu kez güç kaynağının çıkışında ortaya çıkan ve yükte sorunlara neden olan yüksek frekanslı gürültüyü önler. Bazı durumlarda, toprak kapasitörüne yalnızca bir çıkış olabileceğini unutmayın.

Güç kaynağının (boş) baskılı devre kartına bakıldığında, kırmızı ok iki giriş tarafı kapasitörünün, CY2 ve CY3'ün konumunu gösterir. Bakır bir iz onları sol alt montaj deliğine bağlar.

Siyah ok, bu sefer sağ alt montaj deliğine bağlı olan çıkış kondansatörü CY1'in konumunu gösterir.

(Üstteki iki montaj deliğini, bunlarla hiçbir bağlantısı olmadığı için göz ardı edebiliriz.)

Güç kaynağı tezgah üzerinde test edildiğinde, güç kaynağına topraklama bağlantısı yoktur (sadece hat ve nötr ve çıkış). Sol alt montaj deliğine toprak bağlantısı yapılabilir, iki delik arasında hala bağlantı yoktur, bu da çıkış gürültü filtresi kapasitör (ler) inin etkin bir şekilde bağlantısını keser.

Ünite, sistemin metal kasasına (metal ayraçlar ve vidalarla) monte edildiğinde, tüm kapasitörler devrede olur. Bu noktada, güç kaynağı kendi özellikleri dahilinde çalışacaktır.

Backplane Kartlarında Şase Toprağı(Chassis Ground) Bağlantısı:

Şasi bağlantısını yapmanın bir başka ekonomik yolu, D konektörleri gibi konektör gövdesidir.
Şasiye kolay ve güvenilir temas için ekranlı ve yaylı kontaklı DIN konektörleri mevcuttur.
Şasi bağlantısı için güç hattı filtre gövdesi de kullanılmalıdır.

RF ve IF video çekmeceleri(çekmece şeklide modül) benzerdir. Burada, ünite seviyesindeki kutular veya kademeler (birbirine bağlanan koaksiyel kablolar her iki uçta da topraklanmıştır), çekmece-şasi zemin düzlemine çok noktalı topraklanmıştır.

Şasi daha sonra, alttaki Şekil' de önerildiği gibi, şasi topraklama yolu olan kama pimine topraklanır. Diğer yandan, bu çekmecelerin güç zemini, ses çekmecesine benzer bir şekilde veri yolundan tek noktalı bir topraklama kullanıyor.

Şasi veya sinyal topraklama ve güç topraklama veri yollarının her biri, çekmece seviyesinde çok noktalı bir topraklama şeması oluşturur. Münferit toprak bus hatları, alt yer dağıtım bloğunda tek noktadan topraklanmıştır. Bu, şasi veya sinyal topraklaması ile güç toprakları arasında ortak mod akımının dolaşımını önler, çünkü güç toprak akımı belirli ekipman çalışma modlarındaki geçici dalgalanmalar nedeniyle değişebilir.

Farklı çekmece seviyeleri arasındaki ara bağlantı kabloları ayrı olarak döşenir ve kullanıldıklarında ekranları, çekmece seviyesiyle aynı topraklama yöntemiyle işlenir.

Yukarıdaki Şekil' de gösterilen ses ve ekran çekmeceleri, hem ünite seviyesindeki kutuları (birbirine bağlanan bükülü kablo, ünitesine bir uçta topraklanmıştır) hem de güç uçları için tek noktalı topraklama kullanır. Kablo ve ünite blendajlarının tümü, ortak kama pimi bus(veri) hattında birlikte topraklanmıştır. Benzer şekilde, giden güç uçları ve bükülmüş dönüşler, kamalı pimli bus(veri) yollarına ayrı ayrı bağlanır.

Yukarıdaki şemayı gözden geçirmek için aşağıdakiler gözlemlenir:

Ses ve görüntü çekmeceleri, yaklaşık 0,6 m' lik zemin mesafelerine ve yaklaşık 1 MHz' lik bir üst çalışma frekansına (sürücü ve tarama devreleri) sahiptir. Böylece, vuruş pimlerine tek noktadan topraklama uygulanabilir.

RF ve IF çekmeceleri, çok noktalı topraklamanın belirtilmesi için UHF ve 30 MHz sinyallerini bir metre mesafeden işler.

Düzenlenmiş güç kaynakları, geçici dalgalanma taleplerine sahip ekipman birimleri sağlar. En uzun uzunluk yaklaşık 1.5 m'dir ve önemli geçici frekans bileşenleri HF bölgesinde uzanabilir. Burada hibrit topraklama gösterilir: çekmece içinde tek nokta ve güç barasından tüm çekmecelere çok nokta vardır.

Topraklama, Bağlama, Isı iletimi, Şok ve titreşime dayanıklılık için Wedge-Loks kullanımı

Wedge-Loks' lar bu sistem için idealdir çünkü PCB' leri örneğin bir uzay aracının fırlatılması ve yerleştirilmesi için yüksek titreşim ve şok ortamlarında sınırlandırmak için tasarlanırken, ayrıca PCB' den kasa duvarına termal bir yol sağlar. Geliştirilmiş termal performans nedeniyle Wedge-Loks'lar tercih edilir.

Wedge-Loks'lar PCB' nin birincil veya ikincil tarafına monte edilebilir (bkz. Alttaki Şekil), ancak Samtec arka panel konektörünün karşı tarafına monte edilmelidir.

Gerilimi en aza indirmek ve PCB arızalarını önlemek için gerekli Wedge-Loks montaj delikleri deliklerden kaplanmamış olmalıdır.

Üst katman ile alt katman şasi bakır plane(düzlem) kaplamaları arasındaki via lar sayesinde daha yüksek termal yükler altında kullanılabilir.

PCB'yi Soğutucu Olarak Kullanma(Using PCB as Heatsink)

Isıyı daha verimli bir şekilde dağıtmak için ekstra yüzey alanı sağlamak için yüzeye montaj bileşeninin etrafına fazladan bakır yerleştirin.

Bazı bileşen veri sayfaları (özellikle güç diyotları ve güç MOSFET'leri veya voltaj düzenleyicileri), PCB yüzey alanını soğutucu olarak kullanmak için yönergelere sahiptir.

Bir güç cihazı paketinin soğutucusuna monte edilme şekli, hem gerçek ısı transfer verimliliğini hem de uzun vadeli güvenilirliği etkiler. Metal ambalajlı cihazların hatalı montajı, esas olarak gereksiz yüksek bağlantı sıcaklığına ve cihaz ömrünün kısalmasına neden olur.

Plastik ambalajlar (genel TO-220 ana hatları gibi) mekanik hasara karşı çok daha hassastır, bu da kasaya nem girmesine izin verir ve hatta yarı iletken kalıbı çatlatabilir.

Bir montaj yöntemine karar verirken göz önünde bulundurmanız gereken faktörler, tipik bir plastik ambalajlı cihaz için alttaki sağdaki Şekil' de özetlenmiştir.

Komponentlerin metal kılıflarından (örn. Soğutucu) geçen herhangi bir iz olmamalıdır. Bölgesi bileşenlerinin metal kılıf etrafında 1.5 mm lik açıklık alanına sahip olmalıdır.

Termal Geçişler(Thermal Vias)

Vias, ısıyı bir PCB'nin bir tarafından diğerine taşımak için kullanılabilir. Bu, özellikle ısıyı daha da dağıtabilen bir kasa üzerindeki bir soğutucu üzerine bir PCB monte edildiğinde kullanışlıdır. Büyük yollar, ısıyı küçük yollardan daha verimli aktarır.

Birçok yol, ısıyı tek bir yolla olduğundan daha verimli aktarır ve bileşenlerin çalışma sıcaklığını düşürür. Daha düşük çalışma sıcaklıkları, daha yüksek güvenilirliğe katkıda bulunur.

Termal Rahatlama(Thermal Relief)

Termal rahatlama, lehimlemeyi kolaylaştırmak için bir iz veya dolgu ile küçük bir bileşen pimi arasındaki bağlantıları yapmaktır. Bu küçük bağlantı, elektrik direnci üzerindeki etkiyi azaltmak için kısadır.

Bileşen pimlerinde termal rahatlama kullanılmazsa, parça biraz daha soğuk olabilir çünkü ısıyı dağıtabilen izlere veya dolgulara daha iyi bir termal bağlantı vardır, ancak lehimlemek ve sökmek daha zor olacaktır.

Isıya Duyarlı Bileşenler(Distance between Traces and Mounting Holes)

Isıya duyarlı bileşenleri, ısı üreten diğer bileşenlerden uzak tutun. Isıya duyarlı bileşenlerin örnekleri arasında termokupllar ve elektrolitik kapasitörler bulunur.

Termokuplların ısı kaynaklarının yakınına yerleştirilmesi sıcaklık ölçümlerini bozabilir. Elektrolitik kapasitörlerin ısı üreten bileşenlerin yakınına yerleştirilmesi çalışma ömürlerini azaltacaktır.

Isı üreten bileşenler arasında köprü doğrultucular, diyotlar, MOSFET'ler, indüktörler ve dirençler bulunabilir. Isı, bileşenlerden geçen akıma bağlıdır.

BGA lar için geri akış pedleri

İki tür ped vardır: Lehimsiz Maske Tanımlı Ped (NSMD) ve Lehim Maskesi Tanımlı Ped (SMD)).

NSMD pedinin avantajı, pedin bir SMD pedinden daha küçük olmasıdır. Bu, izler için daha fazla alan sağlar. Bu özellikle mikro BGA'lar kullanılırken önemli olabilir.

Alttaki Şekil, Ball Grid Array (BGA) ped tasarımının bir örneğini gösterir. Bir BGA'nın pedleri tasarlanırken, BGA tipi dikkate alınmalıdır.

Plastic Ball Grid Arrays (PBGA) Sn63 lehim topları kullandığından ve Ceramic Ball Grid Array (CBGA) Sn10 kullandığından, her biri özel bir ped tasarımı gerektirir.

Alttaki Tablo, bir 1.27 mm PBGA ve 1.27 mm CBGA' nın boyutlarının bir örneğini verir.

Kelvin Bağlantıları

Kelvin bağlantıları ölçümler için kullanışlıdır. Kaçak direnci ve endüktansı azaltmak için Kelvin bağlantıları kesin noktalarda yapılır.

Örneğin, bir akım algılama direnci için Kelvin bağlantıları, izler üzerindeki rastgele bir yere değil, tam olarak direnç pedlerine yerleştirilir.

Şematikte, bağlantıları direnç pedlerine veya rastgele bir noktaya yerleştirmek aynı görünse de, gerçek izler, Kelvin bağlantılarını kullanmazsanız ölçümlerinizi atabilecek endüktansa ve dirence sahiptir.

Sinyal izleri, ped başına bir iz kullanarak komponent pedlerine bağlanmalıdır, tercihen pedlerin dış veya iç kenarlarına simetrik bir şekilde bağlanmalıdır. Kart üzerinde lehim maskesi kullanırken bağlantı izlerinin açısı ve konumu, lehimsiz maskeli tasarımlar kadar kritik değildir. Genel olarak, bileşen pedlerine bağlanan iz miktarını dengede tutan herhangi bir yönlendirme kabul edilebilir olacaktır. İzleme yönlendirmesinin bir örneği için alttaki Şekil' leri inceleyiniz.

Şekil: LEHİM MASKESİ KULLANIRKEN İZLERİ KOMPONENT PAD LERİNE BAĞLAMA

Şekil: LEHİM MASKESİ KULLANILMADIĞINDA İZLERİ KOMPONENT PAD LERİNE BAĞLAMA

İzleri çip bileşen pedlerine ve lehim maskesine yönlendirmek kart üzerinde kullanılmadığında, bağlantıların, lehimin pedden uzaklaşmasını ve bileşeni hizanın dışına çekmesini önleyecek şekilde yönlendirilmesi kritik hale gelir. Lehim geriliminin bileşenin her iki ucunda da eşit olarak dağılmasını sağlamak için izler pedin hem içine hem de dışına yönlendirilmelidir.

Genel Komponent Yerleşim Gereksinimleri

Kutupsallık veya yön gereksinimleri olan açık delikli bileşenler, düzen boyunca tutarlı bir hizalama sağlamalı ve mümkün olduğunca düzgün düzenlenmelidir. SMD cihazları için, aynı yönde yerleştirilemezlerse, örneğin tantal kapasitörler için hem X hem de Y yönlerinde tutarlı olmalıdırlar.

Bileşenin yapıştırılması gerekiyorsa, bileşende en az 3 mm boşluk olduğundan emin olun.

Soğutucuya ihtiyaç duyan PCB'ler için, ısı emicinin konumu ve yönü dikkate alınmalıdır. Soğutucunun diğer bileşenlere temas etmemesini sağlamak için yeterli alan olmalıdır. Minimum 0,5 mm mesafenin korunduğundan emin olun.

Açıklama:

Isıya duyarlı cihazlar (dirençli kapasitörler, kristal vb.) Isı üreten bileşenlerden uzakta konumlandırılmalıdır.

Isıya duyarlı cihazlar bir hava çıkışına yerleştirilmelidir. Hava akışını kolaylaştırmak için uzun bileşenli cihazlar daha kısa bileşenlerin arkasına yerleştirilmelidir.

Şekil: Isıya duyarlı bileşenlerin yerleştirilmesi

Cihazlar arasındaki mesafe, örneğin bir hafıza kartı gibi normal çalışma için gerekli alanı karşılamalıdır.

Şekil: Engellenen soket.

Farklı özelliklere sahip metal parçalar veya metalik kasalı cihazlar birbirine değmemelidir. Bileşenler arasında minimum 1,0 mm mesafe korunmalıdır.

SMT soketleri, indüktörler ve tantal kapasitörler gibi büyük bileşenlerle (0,20 ″ üzeri yüksek) tasarım yapılırken, paketin yüksekliğine eşit bileşen aralığına eşit bir bileşen kullanılmalıdır. Bu, lehim bağlantılarının görsel muayenesi ve yeniden işlenmesi için yeterli alan sağlar.

Termal değerlendirmeler, bileşen yoğunluğunun mevcut pano alanı çevresinde mümkün olduğunca eşit dağıtılmasını ve büyük bileşenlerin konsantrasyonlarının önlenmesini gerektirir. Bileşenler panonun üzerine yayıldığında, kartın bir alanı yeniden akış sırasında diğerinden önemli ölçüde daha sıcak olmayacaktır

SMD Bileşenleri için Genel Gereksinimler

İnce aralıklı cihazların PCB'nin aynı tarafına yerleştirilmesi ve daha büyük cihazların (indüktörler gibi) üst tarafa yerleştirilmesi önerilir.
Polarize bileşenler, tüm pozitif kutuplar kartın bir tarafında ve negatif kutuplar mümkünse diğer tarafında olacak şekilde hizalanmalıdır. Daha uzun bileşenleri kısa olanların yanına yerleştirmekten kaçının, bu da denetimi engelleyebilir. Manüel lehim bağlantısı incelemesine yardımcı olmak için yerleşim boyunca 45 dereceden az olmayan bir görüş açısı korunmalıdır.

CSP, BGA gibi yüzey dizisi cihazlarının 2 mm'lik bir boşluk alanına sahip olması gerekir, ancak 5 mm idealdir.

Şekil: Lehim eklemi inceleme açısı.

Genelde yüzey dizilimli cihazlar kartın alt tarafına yerleştirilmemelidir. Var olması durumunda, yüzey dizi cihazının dış hatlarını 8,00 mm'ye kadar uzanan bir bölgeye üst tarafa başka yüzey dizi cihazları yerleştirilmemelidir, bkz. Şekil 17; Bu bölge etrafında ek 8 mm sınır ile üst katmanda aynı bölge olması durumunda yüzey dizi cihazları içermemelidir.

Şekil: Yüzey dizisi cihazları için yerleşim gereksinimleri

Basılı barkodların ve bileşenlerin yerleşim gereksinimleri

PCB kenarından sinyal taşınması

Kenara yakın hat kullanımı, sinyalin özelliğini değiştirir. Bu, yüksek frekanslı sinyaller için çınlamaya ve ek radyasyona neden olabilir.İzler yer düzlemi sınırının dışına atılırsa yer düzleminin avantajları tamamen kaybolabilir.

Referans(Fiducial) İşaret Yapısı

Lokal Referans(Fiducial):

Boyut / Şekil : 1.0 mm çapında içi dolu dolu bir daire.
Lehim maskesi açıklığı : 2,00 mm çapında ve Referans(Fiducial) ile eş merkezli.
Bakır Kaplama : gerekli değil.

Referans(Fiducial) ' ların Konumu

Genel olarak: SMT otomatik montaj gerektiren PCB'lerin gerekli katmanlarda Referans(Fiducial) işaretleri olmalıdır .

Yalnızca manuel lehimleme gerektiren PCB'ler, Referans(Fiducial) işaretler gerektirmez.

Tek taraflı levhalar için, Referans(Fiducial) işaretler sadece SMD bileşenlerinin
lehimleneceği tarafta gereklidir.

Çift taraflı levhalar için, her iki tarafta da Referans(Fiducial) işaretleri olmalıdır.

Referans(Fiducial) işaretlerinin konumu genel olarak tutarlı olmalıdır (ayna panelleri hariç). Çift taraflı bir PCB'nin her iki tarafı da genellikle birbiriyle tutarlı olmalıdır.

Otomatik yerleştirmeye yardımcı olarak, yüzeye montaj bileşenleri içeren kart yüzeylerinde üç genel referans işareti gereklidir.

Referans işaretinin etrafındaki bir alanda (0.125 inç yarıçap) tüm serigrafi, lehim maskesi, izler, pedler ve metin bulunmayacaktır.

Referans işaretleri, alttaki Şekiller'de belirtildiği gibi bir alan içinde yer almalıdır. İnce aralıklı bileşenlerin (0,030 ″ aralıktan daha az) yerleştirilmesine yardımcı olarak, iki genel referans işaretinin kullanılmasına ek olarak, parçanın kiremit merkezinde panonun yüzeyine bir referans işareti yerleştirilmelidir.

Panelli Kartlar için Referans(Fiducial) İşaretleri

Panel Referans(Fiducial) İşaretleri ve görüntü Referans(Fiducial) İşaretleri , sırasıyla panel kenar boşluklarına ve ayrı ayrı alt panolara yerleştirilmelidir.

Altta gösterildiği gibi, her panoda üç panel Referans(Fiducial) ve alt panel başına üç yerel Referans(Fiducial) olmalıdır , birbirlerinden olabildiğince uzağa 'L' şeklinde düzenlenmiştir:

Panel kenar boşlukları ve ayrı panolar için güvenilir konumlandırma gereksinimleri. Aynalanmış paneller kullanılırken, panel referans işaretleri çevrildikten sonra tutarlı olmalıdır.

Zemin(Ground) pinleri ve ara bağlantı(interconnect)

Topraklama pinleri tüm konnektörlere (karttan karta veya karttan kabloya) eşit olarak dağıtılmalıdır. Konnektör toprak(ground) pinlerinin sayısı yerleşimden önce belirlenmeli ve konnektörün mevcut yetenekleri ile PCB' leri bağlayan kabloların akım taşıma kapasitesini içermelidir.

Şekil: Serpiştirilmiş zeminlerin (grounds) kullanımı

Döngü alanını en aza indirmek için her sekiz adres ve veri hattına bitişik en az bir yer-dönüş yolu yönlendirilmelidir. Daha yüksek performans için oranı 1: 5'e yükseltebilirsiniz. Tüm hatlar olabildiğince kısa tutulmalıdır. Bu genellikle çok aktif bir sinyal olduğundan, adresin En Az Önemli Bitine (LSB) bitişik bir toprak izi yönlendirin.

Metal(Bakır) adaları

PCB üzerinde yüzen metallerden(bakır alan) kaçının. Boşta ise enerjiyi kolayca depolayabilir ve devreye yansıtabilir. Uzunluk-genişlik oranı 10: 1'den büyük olan tüm zemin(ground) segmentleri, en azından, her bir uçta onları PCB zemin(ground) yapısının geri kalanına bağlayan bir GND' ye sahip olmalıdır.

Şekil: Boşta kalan zeminin(ground) ortadan kaldırılması

Yıldız zemin(ground) bağlantısı ve kıvılcım boşlukları(spark gaps)

Konnektör topraklarının ve kıvılcım boşlukları gibi hatların topraklanması özel dikkat gerektirir. Genellikle bu tür bir dünya için en iyi fiziksel düzenleme, dünyanın tek bir yerde gerçekleştiği ve çizgilerin o yere ayrı ayrı geri döndüğü yıldız konfigürasyonudur.

Şekil: Yıldız zemin(ground) bağlantısı

ESD korumasını PCB kıvılcım boşluklarıyla desteklemek de mümkündür. Burada gösterilen kıvılcım aralığı, ortak bir PCB toleransına göre üretilmiştir:

8⁄1000 inçlik bir boşluktur.

Kıvılcım aralığı olarak işlev görmesi için temas alanının lehim direncinden arındırılmış olması gerekir.

Küçük kıvılcım aralıklarının dökümü yaklaşık olarak V = (3000 pd + 1350) şeklindedir, burada "p" atmosferdeki basınçtır ve "d" milimetre cinsinden mesafedir. Bu kıvılcım aralığının yaklaşık 2000 V ila 2500 V arasında bir tepe voltajına sahip olması beklenebilir.

Bir kıvılcım boşluğu iletkenler arasından elektrik kıvılcımının geçmesine izin verecek şekilde tasarlanmış, genellikle hava gibi bir gazla doldurulmuş bir boşlukla ayrılmış iki iletken elektrotun bir düzenlemesinden oluşur.

İletkenler arasındaki voltaj farkı, boşluktaki gazın bozulma voltajını aştığında, bir kıvılcım oluşur, gazı iyonlaştırır ve elektrik direncini büyük ölçüde azaltır. Ardından iyonize gazın yolu kesilene veya akım "tutma akımı" adı verilen minimum değerin altına düşene kadar bir elektrik akımı akar.

Bu genellikle voltaj düştüğünde olur, ancak bazı durumlarda ısıtılmış gaz yükseldiğinde, gerildiğinde ve ardından iyonize gaz filamentini kırdığında meydana gelir.

Genellikle, gazı iyonize etme eylemi şiddetli ve rahatsız edicidir ve sıklıkla sese yol açar (bir bujinin aniden şimşek çakmasından yıldırım boşalmasına kadar)

Kıvılcım boşlukları, tarihsel olarak kıvılcım aralığı radyo vericileri, elektrostatik makineler ve X-ışını makineleri gibi erken elektrikli ekipmanlarda kullanılmıştır.

Günümüzde en yaygın kullanımları, içten yanmalı motorlarda yakıtı ateşlemek için bujilerdir, ancak bunlar aynı zamanda, elektrik ekipmanlarını yüksek voltajlı geçişlerden korumak için yıldırım siperlerinde ve diğer cihazlarda da kullanılmaktadır.

Şekil: Spark gap(kıvılcım aralığı) kullanımı

Osilatörler

Osilatörleri ve saat üreten IC' leri Giriş / Çıkış konektörlerinden uzak ve hizmet verdikleri yongalara yakın tutun. Sistem gereksinimlerini karşılayan dijital sinyaller için her zaman en düşük saat frekansını ve en yavaş yükselme ve düşme süresini seçin.

Yükselme / düşme sürelerini yavaşlatmak ve zil sesini azaltmak için saat sürücülerinin çıkışını filtreleyin (seri sonlandırır) (tipik olarak 33 Ω ila 70).

Şekil: Kristal / osilatör yerleştirme

İç konumlama için ekranlama ve kablolar

Bir sistemin tüm metal kalkanları birbirine bağlanmalı ve topraklanmalıdır. Her bir kalkanın gürültü potansiyelinin kapalı nesneye bağlanmasını önlemek için en az iki yerde toprağa düşük empedanslı bir teması olmalıdır.

Topraklanmamış bir kalkanın potansiyeli, koşullara ve konuma göre değişecektir ve bu nedenle, içindeki nesneye bağlanan gürültü de değişecektir.

Yüke bükümlü çift kablo kullanmak, manyetik alanlar yayabilen döngü antenlerin oluşturulmasından kaçınmalıdır.

Bir kablo demetini sac levha boyunca yönlendirirken, onu mümkün olduğunca açıklıklardan uzak tutun. Açıklıklar, yuvalı anten görevi görebilir.

Hassas düşük frekanslı sinyaller için (1,0 MHz'nin altında) ve doğru referans voltajları sağlamak için 1,0 kΩ'dan düşük empedanslı devreler için bükülü çift kullanın.

RF iletimi için (10 MHz üzeri) ve geniş bir frekans aralığında empedans eşleşmesinin önemli olduğu durumlarda (video uygulamaları gibi) koaksiyel kablo kullanılmalıdır.

Büyük, ani, akım değişiklikleri oluşturan devreler, diğer devrelerdeki geçici başlatmayı azaltmak için toprağa ayrı bir dönüş kablosu ile sağlanmalıdır.

Kablo demetini dağıtıcılar gibi elektrik alan kaynaklarından ve alternatörler, motorlar ve solenoidler gibi manyetik alan kaynaklarından en az 10 cm uzakta tutun.

Kaplin ve başlatmayı azaltmak için daima kablo demetinin uzunluğunu en aza indirmeye çalışın. Kablo demeti IC'lerden ve osilatör devrelerinden uzak olmalıdır. IC'lerin üzerinden veya yakınına yönlendirme her zaman önlenmelidir.

Korumalı şerit kablolar(ribbon) dahil olmak üzere kablo demetlerinin dış iletkenlerine asla kritik sinyaller yerleştirilmemelidir.

Şekil: RE ve CE' yi etkileyen iç konumlama konuları

Şematik ve PCB tasarımına pratik bir yaklaşım

Elektromanyetik uyumluluk ve ESD bağışıklığı, bir sistemin erken tasarım aşamasında dikkate alınmalıdır. Göz ardı edilirse, daha sonra testte veya sahada karşılaşılan sorunlar, düzeltilmesi çok zor ve pahalı hale gelir.

EMC / ESD bağışıklığında çok önemli bir unsur, sağlam bir PCB tasarımıdır. Güç ve G / Ç hatlarını toprağa ayırma, voltaj ve frekans (bant genişliği) sınırlama, dalga şekillendirme (kenar hızı kontrolü), negatif geri besleme, yenileme döngüsü, WDT ve hataya dayanıklı yazılım gibi iyi uygulamaların tümü toplu olarak önemli bir rol oynar EMC ve ESD bağışıklığını geliştirmedeki rol.

Şekil: Fonksiyonel grupların örnek yerleşimi

PCB yerleşim yapısı ve işlevsel gruplama

Bir PCB kartı fonksiyonel gruplara bölünmelidir: analog, dijital, güç kaynağı, yüksek gürültü ve IO grupları. Üstteki Şekil, her grubun örnek yerleşimini göstermektedir.

Şematikte, her bileşenin ait olduğu grubu tanımlayan bir referans göstericisi olmalıdır. Bu, yerleşim mühendisine bileşenlerin karta doğru yerleştirilmesi için gerekli bilgileri sağlayacaktır.

Belirli bir grubun izleri, gruplar arasında bir arayüz izi olmadığı sürece farklı bir gruba geçmemelidir.

PCB'den ayrılan sinyaller üreten yüksek frekanslı devreler, PCB üzerindeki döngü alanlarını en aza indirmek için I / O alanına yakın yerleştirilmelidir (Alttaki Şekil).

Şekil: Yüksek frekans sinyal PCB'den çıktığında önerilen düzen

I / O ara bağlantılarına kuplajı en aza indirmek için, PCB'yi terk etmeyen yüksek frekanslı sinyaller üreten devreler, kuplajı en aza indirmek için I / O konektörlerinden uzağa yerleştirilir (Alttaki Şekil). Ayırma "temel kuralı" 2 inçtir (50 mm).

Bir baskılı devre kartının bitişik katmanları üzerinde birbirine dik (90 °) olan sinyal izlerinin yönlendirilmesi, paraziti en aza indirmeye yardımcı olabilir.

Şekil: PCB'de yüksek frekans kaldığında önerilen düzen

Dalga lehim için kart oryantasyonu

Levhanın uzun ekseninin, lehim makinesinden geçen akış yönü olması arzu edilir. Bu, lehimleme sırasında montajın sarkmasını önlemek için armatürlerin yapımını en aza indirir. Örnek olarak, Şekil 5-7'de gösterilen 9.50 ″ x 12.00 .00 lik kart, tercih edilmeyen yön olan kısa eksende hareket eden PCB ile lehimlenmelidir. Bunun nedeni, kart kenarı konektörlerinin düzeneği uzun eksende kavramasına engel olmasıdır. Montajı lehimlemek için fazladan zaman ve alet gerekli olabilir.

Şekil: LEHİM ORYANTASYONUNA TERCİH EDİLMEYEN PANEL

Komponent yönlendirme

Kartın ana hatları ve lehim işlemi ile ilgili olarak tercih edilen bileşen yönü, PCB ve SOIC' lerin uzun ekseni lehim ekipmanı boyunca akış yönüne paraleldir (bkz. Alttaki Şekil).

Her iki sonlandırmanın aynı anda lehimlenmesini sağlamak için çip bileşenleri lehim dalgasına paralel olarak yönlendirilmelidir.

Gölgelendirme, lehim atlamaları ve eşit olmayan radyuslarla sonuçlanabilecek yongaları birbirine dik yerleştiren tasarımlardan kaçının.

Düzensiz lehim filetoları, lehim bağlantılarında aşırı gerilim yaratarak muhtemelen bileşenlerin çatlamasına neden olacaktır.

Şekil: IC yönlendirmesi

Daha küçük komponentlerin lehim dalgasından gölgelenmesine neden olabilecek yerleştirmeden kaçınılmalıdır.

Bu, açık lehim bağlantıları oluşturma olasılığının yüksek olmasına neden olur.

Kartın lehimleme yönü, tantal kapasitörler ve IC' ler gibi bileşenlerin lehim dalgasını daha küçük çip bileşenlerinden gölgelemeyeceği şekilde belirlenmelidir (bkz. Alttaki Şekil).

Şekil: Komponent gölgelendirme(simetri)

Kapasitör yerleştirme

Montaja yardımcı olarak, tüm polarize kapasitörler pozitif uçları sağa veya aşağıya gelecek şekilde yerleştirilecektir. Kutupluluk, serigrafi üzerinde paket taslağında bir artı veya başka bir gösterge (örn. Çubuk) ile gösterilecektir.

Kartın üstündeki veya altındaki çip ayırma kapasitörleri, SOIC' lere ve lehim akışına dik olarak yerleştirilecektir. IC' nin güç pinine mümkün olduğunca yakın yerleştirilecektir .

Alt yerleştirme için tavsiye edilmeyen komponentler

Bazı komponent türleri, daha yüksek dalga lehimleme sıcaklıklarına duyarlıdır ve lehim dalgasının bileşenle temas edeceği kartların alt kısmında kullanılmamalıdır.

Diğer bileşen türleri, uç konfigürasyonları ve boyutları nedeniyle dalga lehimine uygun olmayabilir .

Aşağıda, dalga lehimlenecek bir levhanın altına yerleştirilmekten kaçınılması gereken bileşenlerin bir listesi verilmiştir:

Büyük gövdeli yonga kapakları, paket tipleri 1812 ve 1825, dalga lehimine maruz kaldığında çatlayabilir.

Yüksek sıcaklıklardan zarar görebilecek bellek ve statik ram yongaları.

1206, kartın lehim tarafında kullanılan en küçük paket boyutu olmalıdır. 0805 gibi daha küçük paketler, epoksi uygulaması ve dalga lehimi için pek uygun değildir.

Uç konfigürasyonu olarak PLCC'ler dalga lehimine uygun değildir.

Uçların bileşen gövdesine çok yakın olması nedeniyle SOT'lar iyi lehim yapmazlar.

Test pedleri

Test probu pedleri yollardan, PTH bileşen pedlerinden veya uzak test pedlerinden oluşabilir.

Bir uzak test pedi, o konuma bir terminalin takılı olduğu belirli bir test noktası (ör. TP1, TP8) veya test probları tarafından erişilebilecek kartın yanında tek taraflı bir ped (açık delik yok) olabilir (bkz.Alttaki Şekil).

Çok katmanlı PCB lerde delikli test noktası kullanmak kartın üstten alta delikli olmasını sağlayacaktır. Bu da emc açısından sakıncalıdır.

Ayrıca böyle bir ped kullanmak pcb yüzeyinde altlı üstlü yerleştirilecek olan malzeme sayısını da azaltacaktır. Bu yüzden SMT ped kullanmak dah mantıklıdır. Fakat SMT ped kullanmanın da dezavantajları vardır. Yama yapılacağı zaman bu ped ler kullanılıp lehim için ısıtılırsa kalkma durumu ortaya çıkabilir.

Şekil: Delik olmayan test noktaları (Test points)

Test prob noktaları için minimum 0,035 ″ ped boyutu kullanılacaktır. Her iki boyutta da bir kart boyutu 12 inç'i aştığında minimum ped boyutu 0,040 önerilir. Daha küçük ped boyutları kullanılabilir, ancak genellikle montajın fikstürle bağlama ve test etme maliyetini artırır.

Prob pedleri, kart kenarının 0,125 ″ yakınına yerleştirilmemelidir.

Test ped aralığı

Test probu pedleri, daha büyük ve daha güvenilir probların kullanımına izin vermek için, ped merkezinden ped merkezine minimum 0,100 ″ aralıklı olacaktır. 0.100 ″'dan daha yakın aralıklar mümkündür, ancak ped aralığı 0.100 ″'un altına düştüğünde, daha küçük, daha az güvenilir ve daha maliyetli problar kullanılmalıdır (bkz. alttaki Şekil).

Ped merkezinin ped merkezine 0,050 ″'den daha yakın olmaması gerekir.

Şekil: Test ped aralığı

Test pedi merkez çizgileri, 0.200 ″ yüksekliğin üzerindeki bileşenlerin kenarlarından minimum 0.200 ″ uzaklıkta konumlandırılmalıdır (bkz. alttaki Şekil).

Ped-bileşen aralığı minimumun altına düşerse, test probu bileşen için frezelenmiş açıklık alanına yerleştirilebilir. Bu, prob için desteğin azalmasına ve montaj komplikasyonlarına neden olabilir.

Şekil: Komponent aralığına test pedi (Parça altındaki komponentler, .200 ″ büyük olan komponentler)

0,200 ″'dan daha düşük bileşenlerin yakınına test pedleri, pedin merkez hattı bileşenin gövdesinden minimum 0,060" uzakta olacak şekilde yerleştirilmelidir.

Bu, fikstürle bağlama ve bileşen yerleştirmedeki toleranslar nedeniyle bir probun yanlışlıkla bir bileşene çarpmasının neden olduğu prob hasarını önlemek içindir (bkz. alttaki Şekil).

Şekil: Komponent aralığına test pedi (Parça altındaki komponentler, .200 ″ küçük olan komponentler)

Parça yerleştirme

Kartın vakumlu sızdırmazlığı ve kavranması için boş bir alan sağlamak üzere bileşenler, kartın kenarının 0,150 ″ (tercihen 0,250 ″) yakınına yerleştirilmemelidir.

Test aleti gereklilikleri

Eğer mekanik delikler kart üzerinde yoksa; 0,125 ″ çapında ve + 0,002 ″ toleranslı iki takım deliği sağlayın. Delikler çapraz olarak birbirine zıt olmalı ve 0,125 ″ dairesel yarıçaplı bileşen içermeyen bir alan içermelidir. Sonda pedine (devre görüntüsü) toleransı + 0,002 ″ olmalıdır. Bu delikler test ve tamirat esnasında kullanılacaktır.

Devre katmanları (Layers)

Güç ve toprak katmanları dahil tüm devre katmanları, bakırla kazınmış katman numarasını içerecektir.

Numaralar, alt katman numarası dışındaki tüm sayılar sıralı ve panonun üstünden bakıldığında okunabilir olacak şekilde kademelendirilecektir (bkz. alttaki Şekil).

Alt katman numarası panonun altından okunabilir olacaktır.

Şekil: Katman numaralarını kart üzerine yerleştirme

İpek ekran(Silkscreen) ve komponent kimliği (Component ID)

Serigrafi üzerinde gösterilen tüm bileşen ana hatları için tasarımcılar sağlamak için bir girişimde bulunulmalıdır.

Göstergeler, bileşenler kurulduğunda okunabilir olmalıdır.

Pin 1'in kolayca tanımlanamadığı tüm konnektörler, başlıklar, kristaller ve diğer bileşenlerde pim 1'i belirtin.

PCB panelleme ve tabla yönlendirme

Panelleştirme, işlenmek üzere boş malzeme üzerine 2 veya daha fazla pano görüntüsünün yerleştirilmesidir, böylece bir kerede bir kartın işlenmesiyle zamandan ve malzemeden tasarruf edilir (bkz. alttaki Şekil).

Kartın kenarı boyunca çeşitli yerlerde bir dizi delik açılır ve kartın dış hatları, işlenmiş panoyu boşta tutmak için bir çıkıntı oluşturmak üzere kısmen yönlendirilir.

Kart, bileşenler takılmadan ve lehimlenmeden önce veya sonra boştan çıkarılabilir.

Panelizasyonun gerekli olup olmadığını ve doğru panel / kart yerleşimini belirlemek için üretim mühendisliğine danışın.

Çoğu PCB üretici firma, panelleme işini ücretsiz yapmaktadır. Bunu ilgili firmalarla konuşarak ta halledebilirsiniz.

Şekil: Bir panelleme örneği

Zaman zaman, düzensiz şekilli bir PCB, otomatik yerleştirme ve lehimleme gibi sonraki işlemlerde kart desteği için dikdörtgen şeklini korumak için şerit yönlendirmeye ihtiyaç duyabilir (bkz. alttaki Şekil).

Ekstra levha malzemesi, montaj tamamlandıktan sonra koparılabilir.

Sekme konumlarının, kartın sonraki montajlara kurulumunu engelleyebileceğini ve doğru sekme yerleşimini ve kart yapılandırmasını belirlemek için uygun mühendislik gruplarına danışılması gerektiğini unutmayın.

Bir çıkıntı örneği, merkezden merkeze aralığı 0,041 ve delik çapı 0,021 ″ olan 5 delik olabilir.

Şekil: Sekme yönlendirmeli düzensiz bir karttı destekleme

Lehim maskesi (Solder Mask)

** PED KAPAĞI, DIŞ KATMANLARA ÖNERİLİR **

Kullanılırsa, tüm "yüzeye montaj/surface-mount" ve "geçiş delikli/through-hole" pedlerin, takım(tool) deliklerinin, kalkan(shield) temas alanlarının, referans noktalarının ve elektriksel temas veya lehimlemenin gerekli olduğu tüm alanların etrafında lehim maskesi açıklığı gerekir.

Yönergeler için kart imalatçısına bakınız.

Takım(Tool) Delikleri

PCB'yi panoyu işlemek için gereken makinelerde ve fikstürlerde konumlandırmak için takım delikleri gereklidir (örn. Matkap makineleri, yönlendirme fikstürleri, otomatik yerleştirme ekipmanı ve test fikstürleri).

Deliklerin konfigürasyonu (4) 0.125 ″ + 0.002 ″ / -0.000 ″ çapında delikler, panonun her köşesinde ve kenarlardan 0.200 ″ olmalıdır.

Kartla takım teması ve otomatik yerleştirme yerleştirme başlıklarındaki sınırlamalar nedeniyle, deliğin merkezinden yaklaşık 0,400″ lik komponent içermeyen bir alan korunmalıdır (bkz. üstteki Şekil).

Bu gereksinimler yerleştirme makineleri için değişebilir, bu nedenle takım delikleri ve kısıtlı alanlar doğrulanmalıdır.

Koruyucu Kaplama (Conformal Coating)

Şekil: Koruyucu kaplamalar, elektronik cihazları erken arızaya neden olabilecek zararlı unsurlardan korur.

Elektronik aksamları korumak için, elektronik üreticileri genellikle üretimin son aşamasında baskılı devre kartlarına (PCB'ler), izlere ve bileşenlere ince, tek tip bir polimer bileşiği tabakası uygular.

Uygulandığı nesnelerin dış hatlarına uyacak şekilde tasarlanan bu uyumlu kaplama, hassas bileşenleri ve izleri güçlendirirken kapladığı tüm alanları koruyarak, elektronik ve çevre arasında bir bariyer görevi görür. Güvenilirliği artırmanın ekonomik bir yolu olarak, çalışma koşullarının iyi huylu olması beklense bile üreticiler elektroniklere genellikle uyumlu kaplamalar ekler.

Konformal kaplamalar genel olarak epoksi, silikon, UV ile kürlenebilir veya spesifik fiziksel, elektriksel, mekanik ve termal özellikler sergilemek üzere formüle edilen diğer bileşiklerden oluşur.

PCB üzerindeki tüm iletkenleri elektriksel olarak izole etmek için, konformal kaplamalar yüksek elektrik direncine sahip olacak şekilde tasarlanmıştır.

Kimyasallara ve neme karşı dirençlidirler ve tipik olarak nemle reaksiyona girebilecek iyonik safsızlıklardan yoksundurlar.

Kaplamalar ayrıca PCB ve bileşen yüzeylerine iyi bir yapışma sağlamalıdır, böylece kaplamaya nüfuz eden nem veya diğer kirleticiler birikecek ve hasara neden olacak yer kalmaz.

Kürlenmiş bir kaplamada kalan herhangi bir iğne deliği, kirleticiler için bir giriş kaynağı olabileceğinden, uyumlu kaplamaların tamamen kürlenmesi çok önemlidir. İdeal olarak, çözücüler içermemeleri gerekir ki bu da büyük bir iğne deliği kaynağı olabilir.

Koruyucu kaplama temel olarak; PCB üzerindeki hassas devreleri korumak için kullanılan uyumlu kaplamalardır. Özellikle askeri projelerde koruyucu kaplama genellikle kullanılır. Bu yüzden PCB yerleşimi yapılırken bu konu da dikkate alınarak yerleşim yapılmalıdır.

Koruyucu kaplamalar, çevresel kirletici maddelere karşı dayanıklı bir bariyer sağlamak amacıyla baskılı devre kartının yüzeyine uyacak şekilde tasarlanmış koruyucu malzemelerdir.

Konformal kaplama tipik olarak 3–8 mil (0.075–0.2 mm) kalınlığında ince bir film olarak uygulanır.

Çeşitli kaplamaların fiziksel ve kimyasal bileşimleri farklıdır ve bu nedenle farklı derecelerde koruma sağlar. Bununla birlikte, tüm uygun kaplamalar belirli özelliklere sahiptir:

Koruyucu kaplamalar, neme, toza ve kimyasal kirleticilere karşı bir bariyer sağlayarak kısa devreleri ve iletkenlerin ve lehim bağlantılarının aşınmasını önler.
Kaplamalar, bileşenlerin darbeyi tolere etmesine ve aşınmaya direnmesine yardımcı olmak için dayanıklı yalıtım sağlar. Kaplamalar ayrıca bileşenler üzerindeki mekanik ve termal baskıları azaltmaya da hizmet eder.

Aşağıdaki maddelerden koruyu kaplama yapılacağı için, askeri cihazın ve kartın durumuna göre aşağıdaki kaplama türlerinden biri seçilmelidir.

Uygun kaplamalar, kimyasal bileşimlerine göre beş ana gruba ayrılabilir:

Akrilik,
Epoksi,
Üretan
Silikon
Paraksililen.

Paraksililen vakumlu çökeltme ile uygulandığından ve levhaların ön işlemden geçirilmesini ve çok pahalı özel ekipman gerektirdiğinden sadece ilk dört gruba bakacağız.

Akriliklerin (AR tipi) uygulanması ve çıkarılması kolaydır. Bu tür kaplamalar ne aşınmaya ne de kimyasallara direnç göstermez.

Poliüretanların (UR tipi) uygulanması oldukça kolaydır ancak çıkarılması çok zordur. Termal yollarla (yani bir lehim havyası) nokta onarılabilirliği tavsiye edilmez çünkü zehirli gazlar (izosiyanat) üretilmiş. UR kaplamalar nem, kimyasallar ve aşınmanın etkilerine karşı mükemmel koruma sağlar.

Epoksi (tip ER), neme ve çözücülere karşı mükemmel direnç sağlar. Epoksi genellikle iki bileşenli bir ısıyla sertleşen karışım olarak mevcuttur. Epoksinin uygulanması oldukça kolaydır ancak bileşenlere zarar vermeden çıkarılması neredeyse imkansızdır.

Silikonlar (SR tipi) tipik olarak yüksek sıcaklıklı ortamlarda kullanılır. Silikon kaplamaların uygulanması kolaydır, düşük toksisiteye sahiptir, neme, aşınmaya ve neme karşı iyi bir direnç sunar ve geniş bir sıcaklık aralığında faydalıdır. Dielektrik dayanımları diğer kaplama türlerinden daha az olsa da, uygulama kolaylığı ve önceden uygulanan kaplamalara mükemmel yapışma, daha kalın bir film oluşumuna ve geliştirilmiş dielektrik dayanımına izin verir.

Sonuç olarak; koruyucu kaplamalar ürün kalitesini artırır. Koruyucu kaplamalar, elektronik baskılı devre kartlarının güvenilirliğini ve uzun ömürlülüğünü önemli ölçüde artırır. Yüksek performanslı elektronikleri, devre performansına müdahale edebilecek ve erken arızaya neden olabilecek çevresel koşullardan korurlar. Çeşitli konformal kaplama bileşikleri ve işleme teknikleri, ürünlerinin kullanım ömrünü birden çok sektörde uzatmak isteyen üreticilere çok sayıda seçenek sunar. Koruyucu kaplama, askeri sektörün vazgeçilmezleri arasında olmaya devam edecektir.

Soyulabilir (Peel-off) maskeler

Soyulabilir maskeler, bir PCB' nin belirli matkap deliklerini kapatmak için kullanılır. PCB'leri monte ederken, özellikle dalga / yeniden akış lehimleme sırasında, ıslanmayı önlemek için genellikle bazı alanları lehimle korumak gerekir.

Altın kaplama döner kontaklar, Altın kaplama kontaklar, çok noktalı konektörler, iletken karbonla kaplı dokunmatik tuş kontakları veya çoklu veya seçici lehimleme gerektiren diğer geniş alanlar gibi birçok alan olabilir. Böylece makine lehimleme sırasında lehim girmez. Bu işlem sırasında karbon elementlerini ve altın temaslarını da korurlar. Soyulabilir maskeler serigrafi ile uygulanır. Amaç; toplu SMT lehimleme sırasında seçilen lehim deliklerini ve pedlerini lehim tıkanmasına karşı korumak ve toplu lehimleme sırasında altın kaplama kontakları veya karbon elementleri korumaktır.

Askeri projelerde giderek SMT komponent kullanımı artmaktadır. Hatta diğer tüm cihaz kullanımlarında da SMT komponentler %70 seviyeye ulaşmış görünüyor. Ama PTH malzemelerin yerini alamayan hala bir çok komponent mevcut veya yapılmış tasarımların yani çalışan askeri cihazların yeni versiyonuna geçiş yapıladığı veya yapılamadığı için PTH malzemeler kullanılmaya devam edecektir.

Soyulabilir maskeler (Peel-off masks) PCB yerleşiminde neden önemlidir sorusuna gelecek olursak; eğer PTH malzeme kullanılıyorsa, SMT montaj için PTH deliklerinin SMT lehimlenme için kapatılması gerektiği ortadadır. Bu durumda konuşlanan PTH deliklerin konumu ve etrafındaki malzemelerin durumu önem kazanacaktır. Tabiki; basitçe çıkarılabilen bir malzeme olduğu da unutulmamalıdır.

Soyma Maskesi (Peel-off) Gereksinimleri

Soyulabilir maskeler ekonomik olsa da, aşağıdakiler gibi belirli gereksinimleri karşılamaları gerekir:

Kurşun / Kurşunsuz Lehim Direnci
Daldırma İşlemlerine Direnç
Dikey Sıcak Hava Tesviye Dayanımı
Yüksek Sıcaklık Kararlılığı
Termal Stres öncesi ve sonrasında İyi Soyulabilirlik
Yüksek Yırtılma Direnci
Yüksek Çözünürlük Sağlama Yeteneği
Deliklerden Kaplama Yapma Yeteneği
Karbon İletken mürekkeplerin Direncini Değiştirmemelidir
PCB Baz Malzemesinde Renk Bozulmasına Neden Olmamalıdır
PCB Üzerindeki Metalik Bakırın Korozyona Neden Olmaması
Bununla birlikte, tek bir soyulabilir lehim maskesinin yukarıdaki tüm gereksinimleri karşılaması mümkün değildir. Belirli uygulama alanları için üreticiler çeşitli mürekkep türleri sunar.

Uygulama

Soyulabilir maske, doğru kullanıldığında sıyrılmaması için PCB'ye yeterince iyi yapışmalıdır.
İki ile üç kez lehimleme işlemine soyulmadan dayanabilmeli, ancak sökülebilir kalmalıdır.
PCB'nin lehimlenmesinden sonra, soyulabilir maske tercihen tek parça halinde çıkarılabilmelidir. Metalize delikler olması durumunda, matkap deliklerinde veya PCB yüzeyinde hiçbir maske kalıntısı bırakılmamalıdır. Metalize olmayan sondaj deliklerinde ise, belli bir miktar artık kalabilir.
Soyulabilir maske, klorlu ve florlu hidrokarbonlar, izopropanol, geleneksel flakslar ve benzeri gibi geleneksel çözücülere direnç gösterebilmelidir .
Maskenin kenarının U pürüzlülüğü, uçtan tabana 0,5 mm olabilir (alttaki şekil ).

Soyulabilir maskenin nominal bir üst üste binmesi ve V = 0,7 mm desen düzeni olacağı varsayıldığında , lehimleme alanı tamamen kaplanır.

Genellikle, soyma maskesi PCB'nin yalnızca 1 tarafına, genellikle alt tarafına uygulanır.
PCB'nin üst veya alt tarafında soyma maskesine ihtiyacınız varsa, lütfen bunun açıkça belirtildiğinden emin olun.
Lütfen soyma katman (lar) ınıza PCB katmanını eklediğinizden emin olun.
PCB'nize rastgele yerleştirilmiş birçok farklı küçük soyma alanını kullanmaktan kaçının.
Soyulma alanlarını olabildiğince geniş tutmanızı öneririz, bu, lehimleme işleminden sonra çıkarılmasını kolaylaştıracaktır.Bunu başarmak için, mümkün olan her yerde ayrı soyma alanlarını birbirine bağlayın.

RoHS uyumlu bu maske tüm yüzey kaplamalarında kullanılabilir ve tamamen uyumlu ve sertifikalı olarak kalır. 550 ° F (288 ° C) sıcaklığa dayanıklıdır, ftalat içermez, düşük toksisiteye sahiptir ve çevre açısından güvenlidir.
Üretici firmanın soyulabilir maske yapımındaki kuralları iyice öğrenilmelidir. Geniş bir dik yuvasını bu malzeme ile kapatmak sıkıntı oluşturabilir.

Örnek olarak aşağıda bir firmanın peel-off kaplama yeteneği görülmektedir.

- Herhangi bir Sıyırma elemanının minimum genişliği (P) : 0.500 mm (20mil)

- Maksimum kapatılabilir delik SON BOYUTU (H) : 6,00 mm (236mil)

- Bakır desende minimum örtüşme (V) : 0.600mm (24mil)

- Serbest bakırdan minimum açıklık (W) : 0.600mm (24mil)

- PCB dış hattından minimum mesafe: 0.500mm (20mil)

- Konumdaki tolerans: +/- 0.300mm (12mil)

PCB Çiziminde V-CUT Uygulaması

Bu konuyla ilgili olarak daha önce BLOG' umda yazı yazdığım için isterseniz, yandaki linke tıklayarak "PCB Çiziminde V-CUT Uygulaması:" başlıklı makalemi de okuyabilirsiniz.

PCB tasarımı, yerleşimi ve üretimi konusunda bazı terimlerin anlamları

PCB (BASKILI DEVRE KARTI/PRINTED CIRCUIT BOARD) -

Üzerinde tamamen işlenmiş, baskılı kablo tesisatı oluşturulmuş epoksi cam ve kaplı metal veya diğer malzemeden bir alt tabaka.

TİP I PCB -

Kartın bir veya her iki tarafına monte edilmiş bileşenlere sahip tüm yüzeye monte bileşen teknolojisi. Tertibat, bir veya iki geçişte yeniden lehimlenebilir.

TİP II PCB -

Kartın bir veya her iki tarafına monte edilmiş yüzeye montaj bileşenleri ve kartın bileşen tarafına (üst) monte edilmiş delik bileşenleri içeren karma bileşen teknolojisi. Bileşen yan yüzey montaj bileşenleri ilk geçişte yeniden lehimlenir ve lehim tarafı (alt) yüzey montaj bileşenleri ve açık delik bileşenleri ikinci geçişte dalga lehimlenir.

TİP III PCB -

Kartın bileşen tarafına (üst) monte edilmiş delikli bileşenler ve kartın lehim tarafına (alt) monte edilmiş yüzey montaj bileşenlerine sahip karma bileşen teknolojisi. Montaj tek geçişte dalga lehimlenebilir.

LAND ("PAD") -

Bileşenlerin eklenmesi veya bağlanması için kullanılan iletken bir modelin bir bölümü.

ARAZİ DÜZENİ ("ARAZİLER" VEYA "PEDLER"/“LANDS” OR “PADS”) -

Belirli bir bileşenin montajı ve ara bağlantısı için tasarlanmış alanların birleşimidir.

İZLER/TRACE -

İletken bir yol veya hat.

PTH (DELİK ÜZERİNDEN KAPLAMALI)/PLATED THROUGH HOLE -

Delik duvarına metal kaplama ile dış veya iç katmanlar veya her ikisi arasında elektrik bağlantısının yapıldığı delik. Ayrıca açık delikli bileşenlerin uçlarını monte etmek için kullanılır.

VIA -

Kartın bileşen tarafından lehim tarafına veya bir dış katmandan bir iç katmana iletkenler için geçiş bağlantısı olarak kullanılan kaplanmış bir açık delik. Bir yol, bileşenlerin montajı için tasarlanmamıştır.

KÖR VIA / BLIND VIA -

Bir dış katmanı bir veya daha fazla iç katmana bağlayan ancak her iki dış katmana bağlayan bir yol.

GÖMÜLÜ VIA /BURIED VIA -

Bir veya daha fazla iç katmanı bağlayan, ancak bir dış katmana bağlayan bir yol.

SMT (YÜZEY MONTAJ TEKNOLOJİSİ/SURFACE MOUNT TECHNOLOGY) -

Bileşenlerin açık delikler yerine alt tabakanın yüzeyine monte edildiği baskılı kablo kartlarını ve hibrit devreleri birleştirme teknolojisi.

NSMD (LEHİMSİZ MASKE TANIMLANMIŞ PAD/NON SOLDER MASK DESFINED PAD) -

Lehim maskesindeki açıklığın bir BGA için bakır ped den daha büyük olmasıyla karakterize edilen bir ped tasarımı.

SMD1 (YÜZEY MONTAJ CİHAZI/SURFACE MOUNT DEVICE) -

Deliklere yerleştirilmeyen, ancak bir alt tabakanın yüzeyine yerleştirmek ve lehimlemek için tasarlanmış bir cihaz.

SMD2 (LEHİM MASKESİ TANIMLANMIŞ/SOLDER MASK DEFINED) -

Lehim maskesi açıklığının bakır bir ped (BGA için) üzerindeki üst üste binmesi ile karakterize edilen bir ped tasarımı.

BİLEŞEN TARAFI (ÜST)/COMPONENT SIDE (TOP) -

Geçişli delik teknolojisini kullanarak PCB'nin bileşen yüklü tarafını tanımlamak için kullanılan bir terim.

LEHİM TARAFI (ALT)/SOLDER SIDE (BOTTOM) -

PCB'nin lehimli tarafını açık delik teknolojisi kullanarak tanımlamak için kullanılan bir terim.

LEHİM MASKESİ/SOLDER MASK -

PCB'nin iletken izlerini veya alanlarını lehim köprüsüne karşı korumak veya maskelemek için kullanılan bir malzeme kaplaması.

LEHİM PASTASI/SOLDER PASTE -

Çok küçük küresel lehim partikülleri, flux, solvent ve reflow lehimlemede kullanılan bir süspansiyon ajanı kombinasyonu. Lehim pastası, lehim dağıtımı ve elek veya şablon baskısı ile alt tabaka üzerine bırakılır.

TOMBSTONE (ÇİZİM KÖPRÜSÜ/DRAW BRIDGE) -

Lehimleme, bileşen oryantasyonu, bileşen tipi veya diğer faktörlerdeki bir kusur, bir çip bileşeninin bir ucunun lehim pedini çekip lehimin açılmasına neden olması durumunda ortaya çıkan durum. Bileşen, dikey veya dikey konuma yakın bir konumda durabilir.

TAKIM DELİKLERİ/TOOLING HOLES -

Üretim sürecine yardımcı olmak için PCB'lerdeki veya boş malzemedeki delikler veya yuvalar için kullanılan genel bir terim.

GÖLGELENDİRME/SHADOWING -

Lehim dalgasının küçük bileşenlerden daha büyük bileşenlerle veya delikli bileşen pimleriyle gölgelenmesi.

DALGA LEHİM/WAVE SOLDER -

Bir montajın, kartın lehim tarafına monte edilmiş yüzeye montaj bileşenlerinin bir yapıştırıcı üzerinden ve ardından erimiş bir lehim dalgası üzerinden geçirilmesiyle lehimlenmesi. Tipik olarak kartın üst tarafına takılan delikli bileşenler aynı anda lehimlenir. Bu montaj için lehim pastası uygulamasına gerek yoktur.

YENİDEN AKIŞ LEHİMİ/REFLOW SOLDER -

Tüm düzeneğin kütlesel ısıtılmasıyla yüzeye montaj bileşenlerini bir PCB'ye lehimleme işlemi. Isıtma işlemi, bileşen toprak desenlerine önceden uygulanan lehim pastasının erimesine ve kart üzerindeki bileşen uçları ile toprak desenleri arasında lehim filetosu oluşturmasına neden olur. İki tür reflow lehimleme kullanılır, kızılötesi ve buhar fazı.

Yukarıdaki yazıyı okuduysanız üzerine tıklayarak "Elektronik kartlarda Koruyucu Toprak (Protective Earth), Toprak (Fonsiyonel), Şasi Toprak (Chassis Ground), Sinyal Toprak (Signal Ground):" başlıklı makalemi de okumanızı tavsiye ederim.

Bu sayfada verilen makalenin devamı niteliğindeki diğer 2 makaleye aşağıdaki linklerden ulaşabilirsiniz.

Yukarıdaki yazıyı okuduysanız üzerine tıklayarak "Askeri Sistemlerde Kullanılacak PCB' ler İçin Yerleşim Tasarım Bilgileri - 2 :" başlıklı makalemi de okumanızı tavsiye ederim.

Yukarıdaki yazıyı okuduysanız üzerine tıklayarak "Askeri Sistemlerde Kullanılacak PCB' ler İçin Yerleşim Tasarım Bilgileri - 3 :" başlıklı makalemi de okumanızı tavsiye ederim.

Askeri sistemlerle ilgili tüm donanım deneyimlerimi paylaştığım, 100' den fazla makaleme BLOG' uma üye olarak, tam erişim sağlayabilirsiniz.

Ayrıca; gün geçtikçe sayısı artan yeni makalelerimden ve yakında siteye eklenecek olan özel devre arşivinden faydalanmak ve anında haberdar olmak için lütfen BLOG' a üye olunuz.

BLOG' üye olarak diğer BLOG üyeleriyle iletişime geçebilir. Aynı zamanda BLOG' da önemli bulduğunuz makale ve yazıları paylaşabilirsiniz.

Bu dokümanın içeriğinin, tamamen veya kısmen kopyalanıp izinsiz kullanılması durumunda yasal işlem başlatılacaktır.

Burada verilen bilgilerden faydalandıysanız lütfen aşağıdaki değerlendirme kutucuğunda değerlendirmelerinizi oylayınız.

Verilen bilgilerde eksiklik / hata olduğunu düşünüyorsanız veya sorularınız varsa lütfen aşağıdaki yorum kısmına isim ve email bırakarak bilgi verebilirsiniz. Size en yakın zamanda dönüş sağlanacaktır.

"Cihaz ve Sistem Geliştirmede EMC Tasarımı" Eğitimimize Katılın... 100' e yakın şirkete verdiğimiz eğitimimiz hakkında ayrıntılı teknik bilgi için lütfen tıklayınız... Eğitim faaliyetlerimize katılımlara ait görsellere bakmak için tıklayınız.

​