Czy przy projektowaniu PCB należy dodawać łzy?

Pytanie to może wywołać długą debatę zarówno wśród nowych, jak i doświadczonych inżynierów w branży elektronicznej.Nazywając to "operacją ratującą życie" w celu poprawy niezawodności.Inne zdecydowanie się temu sprzeciwiają, skarżąc się, że dodanie ich do płyt o wysokiej częstotliwości bezpośrednio powoduje awarię sygnału.Jeszcze bardziej mylące jest to, że doświadczeni inżynierowie mają zupełnie odmienne podejście.

W rzeczywistości, nie ma standardowej odpowiedzi "muszę dodać" lub "absolutnie nie dodać" do łez. Kluczem jest zrozumienie ich prawdziwej funkcji i znalezienie odpowiednich scenariuszy zastosowania.Wyjaśnimy podstawową logikę płynów PCB w prostych słowach, więc nigdy więcej nie będziesz musiał się o to martwić!

Po pierwsze, zrozum to: łzy nie są "dekoracyjne", ale zbiór 5 praktycznych funkcji.

Krople łez to przejściowe obszary miedzi w kształcie łzy lub łuku pomiędzy śladami PCB a podkładkami lub przewodami.

1- Wzmocnienie połączenia:
Podobnie jak taśmy wzmacniające szwy odzieży, łzy zwiększają obszar kontaktu pomiędzy śladem i podkładką, rozpraszając siły zewnętrzne.podłączenie i odłączenie podczas użytkowania, lub późniejszej konserwacji i usunięcia złącza, zapobiega rozrywaniu podkładki i śladu, bezpośrednio podwajając wytrzymałość mechaniczną.

2. Ochrona podkładek przed "przestępem":
W trakcie wielokrotnych cykli lutowania podkładki wielokrotnie podlegają naprężeniu termicznemu rozszerzania i kurczeniu, co łatwo prowadzi do wypaczenia i łuszczenia;Nierównomierne grawerowanie podczas produkcji i poprzez niewłaściwe ustawienie mogą również powodować pęknięcie podkładkiKrople łzowe działają jak bufor, absorbując napięcie cieplne i zmniejszając ryzyko awarii.

3Zapewnienie płynnej transmisji sygnału:
Gdy szerokość śladu i podkładki zmienia się nagle, sygnały są podatne na odbicie i osłabienie.umożliwiające płynniejsze przesyłanie sygnału i zapobieganie korkom. "

4. Poprawa produkcji "wydajności":
Wykopy wiertnicze nieuchronnie mają niewielkie odchylenia podczas wiertnictwa.zmniejsza również problemy z nadmierną etracją podczas procesu etracji, co daje fabrykom większą tolerancję na błędy podczas produkcji.

5"Bonus" estetyczny:
W porównaniu z sztywnymi połączeniami pod kątem prostym, łzy sprawiają, że przejście między śladami i podkładkami jest bardziej naturalne, poprawiając ogólny wygląd płyty PCB.Zarząd wygląda bardziej zorganizowany i profesjonalny., a efekt wizualny jest bezpośrednio ulepszony.

W takich sytuacjach łzy są czymś "nieodzownym", a ich pominięcie nieuchronnie doprowadzi do problemów.

Na podstawie rzeczywistych scenariuszy zastosowań zaleca się priorytetowe dodawanie łzawek w następujących 4 sytuacjach w celu znacznego zmniejszenia ryzyka awarii produktu:

1Środowiska o wysokim obciążeniu mechanicznym: Dodawanie obowiązkowe
Produkty takie jak elektronika samochodowa, sterowniki przemysłowe i często podłączane/odłączane interfejsy z łącznikami są narażone na drgania, kolizje lub częste podłączanie/odłączanie.Połączenie pomiędzy śladami i podkładkami jest "słabym punktem", gdzie koncentruje się naprężenieZaleca się wybór okrągłych lub śnieżkołaków, które skutecznie rozpraszają stres i zapobiegają złamania podczas użytkowania.

2. Scenariusze sygnału wysokiej częstotliwości/wysokiej prędkości: dodać ostrożnie
Obwody o wysokiej częstotliwości i wysokiej prędkości, takie jak moduły komunikacyjne 5G i interfejsy pamięci o wysokiej prędkości, mają niezwykle wysokie wymagania dotyczące integralności sygnału.gładki, należy przyznać pierwszeństwo zakrzywionym łzawicom, a dopasowanie impedancji należy zweryfikować poprzez symulację, aby uniknąć zniekształceń sygnału spowodowanych łzawicami.

3. PCB o wysokiej gęstości: selektywne dodawanie
Płyty o wysokiej gęstości, takie jak płyty główne telefonów komórkowych i urządzenia noszone, mają niezwykle ograniczoną przestrzeń w trasy.Dodawanie łzy do całej planszy zajmie dodatkowe miejsce i wpłynie na gęstość routinguZaleca się dodawanie ich wyłącznie do krytycznych podłożeń i przewodów i pomijanie ich w obszarach niekrytycznych w celu zrównoważenia niezawodności i efektywności trasy.

4. Scenariusze optymalizacji masowej produkcji: dostosować w razie potrzeby
W przypadku niskokosztowych produktów elektronicznych dla konsumentów, jeżeli możliwości procesów producenta PCB są średnie (np. niska dokładność wiercenia),powierzchnia pokrycia łzy może być odpowiednio zwiększona w celu zrekompensowania niedoskonałości procesu i poprawy wydajności produkcji masowejJeśli proces producenta jest dojrzały, można użyć konwencjonalnego rozmiaru, aby uniknąć marnowania miejsca.

Dodawanie łez w tych trzech miejscach jest równoznaczne z...

Nie wszystkie scenariusze nadają się do dodawania łez. Ślepo dodawanie ich w następujących sytuacjach będzie tylko kontraproduktywne:

1Obszary wrażliwe na impedancję:
W przypadku obszarów o bardzo wysokich wymaganiach dotyczących impedancji, takich jak anteny i pary różniczkowe, weryfikacja impedancji musi zostać przeprowadzona przed dodaniem łzawek.Jeśli łzy powodują niezgodność impedancji, będzie to miało bezpośredni wpływ na wydajność produktu, co będzie gorsze niż nie dodawanie ich w ogóle.

2. Płyty ultrawysokiej gęstości:
W przypadku produktów takich jak miniaturowe czujniki i niezwykle kompaktowe płyty główne telefonów komórkowych, gdzie gęstość okablowania jest już maksymalna, łzy jeszcze bardziej skompresują przestrzeń routingową,potencjalnie prowadzące do trudności w trasie lub nawet ryzyka zwarciaPrzed podjęciem decyzji o ich dodaniu konieczna jest dokładna ocena.

3Obwody o niskiej złożoności:
W przypadku prostych płyt sterujących i zwykłej elektroniki użytkowej, które mają niższe wymagania dotyczące wytrzymałości mechanicznej i integralności sygnału, korzyści z dodania łzawek są ograniczone,i to tylko zwiększy czas projektowaniaW celu uproszczenia procesu i poprawy wydajności można pominąć konstrukcję łzy.

Podsumowanie: Podstawową zasadą łzy jest "przystosowanie się do potrzeb".

Płytki płynów PCB są zasadniczo optymalizacją typu "kroska na ciasteczku", a nie podstawowym elementem, który określa funkcję obwodu.

• W celu zapewnienia niezawodności i rozwiązywania złożonych problemów stanowią one "obrony" w celu zmniejszenia ryzyka;
• W przypadku sygnałów o dużej gęstości ruchu i sygnałów o dużej częstotliwości/wysokiej prędkości są one "detalem", który wymaga starannego kontrolowania;
• W prostych układach i produktach masowych z dojrzałymi procesami są one "opcją optymalizacji", którą można elastycznie wybrać.

Doskonały projekt PCB nigdy nie polega na ślepo gromadzeniu funkcji, ale raczej precyzyjnie dostosowywaniu się do potrzeb produktu.Zrozumienie odpowiednich scenariuszy i technik projektowania łzawek jest niezbędne do znalezienia najlepszej równowagi między niezawodnością, wydajności i wydajności.