6 व्यावहारिक पीसीबी डिज़ाइन टिप्स 90% विनिर्माण कमियों से बचने के लिए! यहां तक ​​कि शुरुआती भी जल्दी शुरुआत कर सकते हैं

सर्किट डिजाइन करते समय, कई लोग अपनी सारी ऊर्जा योजनाओं और घटक चयन पर केंद्रित करते हैं, जल्दबाजी में पीसीबी लेआउट और रूटिंग चरण को समाप्त करते हैं। परिणाम? या तो फ़ैक्टरी उत्पादन के दौरान बार-बार त्रुटियाँ होती हैं, या थोड़े समय के उपयोग के बाद सर्किट बोर्ड में खराबी आ जाती है—अधिक गरम होना, सिग्नल हस्तक्षेप, खराब सोल्डरिंग—इन समस्याओं से वास्तव में वैज्ञानिक डिजाइन के माध्यम से पहले से बचा जा सकता है। आज, हम आपको विनिर्माण योग्य, कार्यात्मक रूप से स्थिर सर्किट बोर्ड बनाने में मदद करने के लिए पीसीबी डिजाइन की मुख्य तकनीकों को तोड़ेंगे!

I. घटक प्लेसमेंट: केवल सुगमता से अधिक, सोल्डरिंग और उपयोगिता में आसानी

घटक प्लेसमेंट पीसीबी डिजाइन की नींव है, जिसके लिए सर्किट लॉजिक और उत्पादन प्रक्रियाओं के साथ संगतता दोनों की आवश्यकता होती है। कई शुरुआती केवल एक "सुंदर उपस्थिति" का पीछा करते हैं, वास्तविक सोल्डरिंग और असेंबली आवश्यकताओं की उपेक्षा करते हैं।

एकीकृत अभिविन्यास समय बचाता है

समान घटकों जैसे प्रतिरोधक और कैपेसिटर को एक ही दिशा में रखने से सोल्डरिंग के दौरान मशीन द्वारा बार-बार कोण समायोजन की आवश्यकता कम हो जाती है, जिससे दक्षता में सुधार होता है और कोल्ड सोल्डर जोड़ों और गलत सोल्डरिंग की संभावना कम हो जाती है। विभिन्न आकारों के घटकों को एक दूसरे में बाधा नहीं डालनी चाहिए।

छोटे घटकों को बड़े घटकों के ठीक नीचे या पीछे रखने से बचें। अन्यथा, बड़े घटक को सोल्डरिंग करते समय, छोटे घटक में बाधा आएगी, जिससे एक "छाया क्षेत्र" बनेगा जो सोल्डरिंग में बाधा डालता है।

घटकों को वर्गीकृत करके असेंबली को सरल बनाएं।
सतह माउंट (एसएमटी) घटकों को सर्किट बोर्ड के एक ही तरफ रखने का प्रयास करें, और थ्रू-होल (टीएच) घटकों को शीर्ष पर केंद्रित करें। यह फ़ैक्टरी असेंबली के दौरान बार-बार पलटने से बचाता है, जिससे उत्पादन लागत कम होती है। यदि दो प्रकार के घटकों का एक साथ उपयोग किया जाना चाहिए, तो अग्रिम में अतिरिक्त असेंबली प्रक्रिया लागत पर विचार करें।

II. ट्रेस डिज़ाइन: पावर, ग्राउंड और सिग्नल रूट सटीक होने चाहिए।

घटकों को रखने के बाद, पावर, ग्राउंड और सिग्नल ट्रेस की रूटिंग की योजना बनाएं, क्योंकि यह सीधे सर्किट स्थिरता को प्रभावित करता है। कई सिग्नल हस्तक्षेप और बिजली अस्थिरता के मुद्दे रूटिंग समस्याओं से उत्पन्न होते हैं।

आंतरिक परतों पर पावर और ग्राउंड परतें।
सर्किट बोर्ड के अंदर पावर और ग्राउंड परतें रखें, समरूपता बनाए रखें और केंद्र में रखें। यह सर्किट बोर्ड को झुकने से रोकता है और अधिक सटीक घटक स्थिति की अनुमति देता है। चिप्स को बिजली देते समय, मोटे ट्रेस का उपयोग करें और वोल्टेज अस्थिरता को रोकने के लिए डेज़ी-चेन कनेक्शन (श्रृंखला में घटकों को जोड़ना) से बचें।

सिग्नल ट्रेस "छोटे और सीधे" होने चाहिए। घटकों के बीच सिग्नल ट्रेस को सबसे छोटे संभव पथ का पालन करना चाहिए; झुकने की तुलना में सीधे कनेक्शन बेहतर हैं। यदि किसी घटक को क्षैतिज रूप से ठीक करने की आवश्यकता है, तो ट्रेस को क्षैतिज रूप से थोड़ी दूरी तक चलाएं, फिर लंबवत मुड़ें। यह सोल्डरिंग के दौरान सोल्डर प्रवाह को घटक गलत संरेखण का कारण बनने से रोकता है; इसके विपरीत, पहले ट्रेस को लंबवत चलाने से घटक झुक सकता है।

ट्रेस की चौड़ाई करंट का पालन करना चाहिए। साधारण कम-करंट सिग्नल (जैसे डिजिटल और एनालॉग सिग्नल) के लिए, 0.010-इंच (10mil) चौड़ा ट्रेस पर्याप्त है। यदि करंट 0.3 एम्पीयर से अधिक है, तो ट्रेस की चौड़ाई बढ़ाई जानी चाहिए; करंट जितना अधिक होगा, ट्रेस उतना ही चौड़ा होना चाहिए ताकि अधिक गरम होने और जलने से रोका जा सके।

III. अलगाव डिजाइन: डिजिटल, एनालॉग और बिजली आपूर्ति अलग होनी चाहिए।

उच्च-वोल्टेज, उच्च-करंट बिजली आपूर्ति सर्किट आसानी से संवेदनशील नियंत्रण या एनालॉग सर्किट में हस्तक्षेप कर सकते हैं, जिससे "सिग्नल झटके" की समस्या आती है जिसका कई सामना करते हैं। उचित अलगाव हस्तक्षेप को काफी कम कर देता है।

पावर ग्राउंड और कंट्रोल ग्राउंड अलग होने चाहिए। प्रत्येक बिजली आपूर्ति का पावर ग्राउंड और कंट्रोल ग्राउंड अलग से रूट किया जाना चाहिए, एक साथ मिश्रित नहीं किया जाना चाहिए। यदि कनेक्शन आवश्यक है, तो इसे हस्तक्षेप चालन से बचने के लिए केवल बिजली पथ के अंत में बनाया जाना चाहिए। डिजिटल और एनालॉग सर्किट का सख्त अलगाव

यदि सर्किट बोर्ड में डिजिटल सर्किट (जैसे माइक्रो कंट्रोलर) और एनालॉग सर्किट (जैसे सेंसर) हैं, तो उन्हें अलग से लेआउट किया जाना चाहिए, और मध्यवर्ती परत के ग्राउंड प्लेन के लिए उचित प्रतिबाधा पथ प्रदान किए जाने चाहिए। एनालॉग सिग्नल को केवल एनालॉग ग्राउंड पर यात्रा करनी चाहिए और कैपेसिटिव कपलिंग हस्तक्षेप को कम करने के लिए डिजिटल ग्राउंड को पार नहीं करना चाहिए।

IV. गर्मी अपव्यय: गर्मी को अपने सर्किट बोर्ड को नष्ट न करने दें

कई सर्किट बोर्ड उपयोग की अवधि के बाद प्रदर्शन में गिरावट या यहां तक ​​कि जल जाते हैं, जिसकी सबसे अधिक संभावना अपर्याप्त गर्मी अपव्यय के कारण होती है। यह विशेष रूप से बिजली घटकों के लिए सच है, जहां गर्मी का निर्माण उनके जीवनकाल को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकता है।

"हीट जाइंट्स" की पहचान करें

अपने थर्मल प्रतिरोध (टीआरटी) पैरामीटर के लिए घटक के डेटाशीट की जांच करें। कम टीआरटी बेहतर गर्मी अपव्यय में परिणाम देता है। उच्च-शक्ति वाले घटकों (जैसे ट्रांजिस्टर और पावर चिप्स) को संवेदनशील घटकों से दूर रखें, और यदि आवश्यक हो तो हीट सिंक या छोटे पंखे जोड़ें।

हॉट एयर पैड कुंजी हैं

थ्रू-होल घटकों को हॉट एयर पैड का उपयोग करना चाहिए। ये पिन की गर्मी अपव्यय को धीमा कर देते हैं, सोल्डरिंग के दौरान पर्याप्त तापमान सुनिश्चित करते हैं और कोल्ड सोल्डर जोड़ों को रोकते हैं। इसके अतिरिक्त, पैड और ट्रेस के बीच कनेक्शन बिंदुओं पर "टीयरड्रॉप" पैड जोड़ने से तांबे की पन्नी का समर्थन मजबूत होता है और थर्मल और यांत्रिक तनाव कम होता है।

विशिष्ट हॉट एयर पैड कनेक्शन विधि

V. हॉट एयर पैड: सोल्डिंग दोषों के लिए एक "मैजिक टूल"

कई शुरुआती हॉट एयर पैड के कार्य से अनजान हैं, जिसके परिणामस्वरूप ओपन सर्किट, कोल्ड सोल्डर जोड़ और खराब सोल्डर जोड़ होते हैं, जिन्हें ओवन के तापमान को बार-बार समायोजित करके हल नहीं किया जा सकता है। समस्या का मूल कारण वायरिंग डिजाइन में निहित है।

बिजली या ग्राउंड तांबे की पन्नी के बड़े क्षेत्र धीरे-धीरे गर्म होते हैं और जल्दी से गर्मी का अपव्यय करते हैं। यदि छोटे घटकों (जैसे 0402 पैक किए गए प्रतिरोधक और कैपेसिटर) के सोल्डर लीड सीधे बड़े तांबे की पन्नी से जुड़े होते हैं, तो सोल्डरिंग के दौरान तापमान सोल्डर के गलनांक तक नहीं पहुंचेगा, जिसके परिणामस्वरूप एक कोल्ड सोल्डर जोड़ होगा। मैनुअल सोल्डरिंग के दौरान, गर्मी जल्दी से दूर हो जाती है, जिससे सफल सोल्डरिंग भी रुक जाती है।

हॉट एयर पैड का सिद्धांत सरल है: पैड को कई पतली तांबे की स्ट्रिप्स के माध्यम से तांबे की पन्नी के एक बड़े क्षेत्र से जोड़ना विद्युत चालकता सुनिश्चित करता है जबकि गर्मी अपव्यय क्षेत्र को कम करता है। यह पैड को सोल्डरिंग के दौरान पर्याप्त तापमान बनाए रखने की अनुमति देता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सोल्डर पैड से दृढ़ता से चिपक जाता है।

VI. डिज़ाइन जाँच: अंतिम चरण पर कंजूसी न करें

डिज़ाइन पूरा करने के बाद, हमेशा डबल चेक करें; अन्यथा, छोटी-छोटी त्रुटियाँ भी पूरे सर्किट बोर्ड को अनुपयोगी बना सकती हैं।

सबसे पहले, "नियम जांच" चलाएँ: विनिर्माण आवश्यकताओं के अनुपालन को सुनिश्चित करने के लिए ट्रेस चौड़ाई, रिक्ति, शॉर्ट सर्किट, अनरूटेड नेटवर्क आदि की जांच करने के लिए डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर में इलेक्ट्रिकल रूल चेक (ईआरसी) और डिज़ाइन रूल चेक (डीआरसी) फ़ंक्शन का उपयोग करें।

दूसरा, सिग्नल-दर-सिग्नल सत्यापित करें: योजनाबद्ध से पीसीबी तक, प्रत्येक सिग्नल लाइन के कनेक्शन की जांच करें ताकि चूक या त्रुटियों से बचा जा सके। लेआउट योजनाबद्ध से मेल खाता है यह पुष्टि करने के लिए सॉफ़्टवेयर के परिरक्षण फ़ंक्शन का उपयोग करें।

निष्कर्ष

पीसीबी डिज़ाइन जटिल लग सकता है, लेकिन इसका मूल "विनिर्माण क्षमता" और "स्थिरता" के इर्द-गिर्द घूमता है। घटकों को ठीक से रखना, छोटे और चौड़े ट्रेस सुनिश्चित करना, अच्छा अलगाव और गर्मी अपव्यय लागू करना, हॉट एयर पैड का प्रभावी ढंग से उपयोग करना, और अंत में, एक संपूर्ण जांच करना—ये छह चरण आपको अधिकांश कमियों से बचने में मदद करेंगे।

शुरुआती लोगों को शुरुआत में पूर्णता के लिए प्रयास करने की आवश्यकता नहीं है। पहले इन बुनियादी कौशल में महारत हासिल करें, फिर उन्हें वास्तविक दुनिया की परियोजनाओं के साथ संयोजन में अनुकूलित करें। आप जल्दी से उच्च-गुणवत्ता वाले सर्किट बोर्ड डिज़ाइन करने में सक्षम होंगे। याद रखें, अच्छा पीसीबी डिज़ाइन न केवल उत्पादन लागत को कम करता है बल्कि सर्किट प्रदर्शन को अधिक स्थिर बनाता है और इसके जीवनकाल को बढ़ाता है।