Les plaques de circuits impresos o PCB mal dissenyats mai no aconseguiran la qualitat requerida per a la producció comercial. La capacitat de jutjar la qualitat del disseny de PCB és molt important. Es requereix experiència i coneixements en disseny de PCB per dur a terme una revisió completa del disseny. Tanmateix, hi ha diverses maneres de jutjar ràpidament la qualitat del disseny del PCB.

El diagrama esquemàtic pot ser suficient per il·lustrar els components d'una funció determinada i com estan connectats. Tanmateix, la informació que proporcionen els esquemes sobre la col·locació real i la connexió dels components per a una operació determinada és molt limitada. Això vol dir que, fins i tot si el PCB està dissenyat mitjançant la implementació meticulosa de totes les connexions de components del diagrama de principi de funcionament complet, és possible que el producte final no funcioni com s'esperava. Per comprovar ràpidament la qualitat del disseny del PCB, tingueu en compte el següent:

1. Traça de PCB

Les traces visibles del PCB estan cobertes amb resistència de soldadura, que ajuda a protegir les traces de coure de curtcircuits i oxidació. Es poden utilitzar diferents colors, però el color més utilitzat és el verd. Tingueu en compte que és difícil veure rastres a causa del color blanc de la màscara de soldadura. En molts casos, només podem veure les capes superior i inferior. Quan el PCB té més de dues capes, les capes interiors no són visibles. Tanmateix, és fàcil jutjar la qualitat del disseny només mirant les capes exteriors.

Durant el procés de revisió del disseny, comproveu les traces per confirmar que no hi ha corbes pronunciades i que totes s'estenen en línia recta. Eviteu les corbes pronunciades, perquè determinades traces d'alta freqüència o gran potència poden causar problemes. Eviteu-los del tot perquè són el senyal final de mala qualitat del disseny.

2. Condensador de desacoblament

Per tal de filtrar qualsevol soroll d'alta freqüència que pugui afectar negativament el xip, el condensador de desacoblament es troba molt a prop del pin de la font d'alimentació. En general, si el xip conté més d'un pin de drenatge a drenatge (VDD), cada pin necessita un condensador de desacoblament, de vegades encara més.

El condensador de desacoblament s'ha de col·locar molt a prop del pin a desacoblar. Si no es col·loca a prop del pin, l'efecte del condensador de desacoblament es reduirà molt. Si el condensador de desacoblament no es col·loca al costat dels pins de la majoria de microxips, això torna a indicar que el disseny de la PCB és incorrecte.

3. La longitud de traça de PCB està equilibrada

Per tal que diversos senyals tinguin relacions de temporització precises, la longitud de traça de la PCB s'ha de fer coincidir en el disseny. La concordança de longitud de traça garanteix que tots els senyals arribin a les seves destinacions amb el mateix retard i ajuda a mantenir la relació entre les vores del senyal. Cal accedir al diagrama esquemàtic per saber si qualsevol conjunt de línies de senyal requereix relacions de temporització precises. Aquestes traces es poden rastrejar per comprovar si s'ha aplicat alguna igualació de longitud de traça (també anomenades línies de retard). En la majoria dels casos, aquestes línies de retard semblen línies corbes.

Val la pena assenyalar que el retard addicional és causat per vias en el camí del senyal. Si no es poden evitar les vies, és important assegurar-se que tots els grups de traça tinguin el mateix nombre de vies amb relacions de temps precises. Alternativament, el retard causat per la via es pot compensar mitjançant una línia de retard.

4. Col·locació de components

Tot i que els inductors tenen la capacitat de generar camps magnètics, els enginyers haurien d'assegurar-se que no es col·loquen a prop els uns dels altres quan s'utilitzen inductors en un circuit. Si els inductors es col·loquen a prop els uns dels altres, especialment d'extrem a extrem, es crearà un acoblament nociu entre els inductors. A causa del camp magnètic generat per l'inductor, s'indueix un corrent elèctric en un gran objecte metàl·lic. Per tant, s'han de col·locar a una certa distància de l'objecte metàl·lic, en cas contrari, el valor de la inductància pot canviar. En col·locar els inductors perpendiculars entre si, fins i tot si els inductors es col·loquen a prop, es pot reduir l'acoblament mutu innecessari.

Si el PCB té resistències de potència o qualsevol altre component generador de calor, cal tenir en compte l'efecte de la calor en altres components. Per exemple, si s'utilitzen condensadors de compensació de temperatura o termòstats al circuit, no s'han de col·locar a prop de resistències de potència ni de cap component que generi calor.

Hi ha d'haver una àrea dedicada a la PCB per al regulador de commutació integrat i els seus components relacionats. Aquesta part s'ha de situar el més lluny possible de la part que s'ocupa de petits senyals. Si la font d'alimentació de CA està connectada directament a la PCB, hi ha d'haver una part separada al costat de CA de la PCB. Si els components no estan separats segons les recomanacions anteriors, la qualitat del disseny de PCB serà problemàtica.

5. Amplada de traça

Els enginyers haurien de tenir molta cura per determinar correctament la mida de les traces que transporten grans corrents. Si les traces que porten senyals que canvien ràpidament o senyals digitals funcionen paral·leles a traces que porten senyals analògics petits, poden sorgir problemes de captació de soroll. El rastre connectat a l'inductor té la capacitat d'actuar com una antena i pot provocar emissions de radiofreqüència nocives. Per evitar-ho, aquestes marques no haurien de ser més amples.

6. Terra i pla de terra

Si el PCB té dues parts, digital i analògica, i s'ha de connectar només a un punt comú (normalment el terminal de potència negativa), el pla de terra s'ha de separar. Això pot ajudar a evitar l'impacte negatiu de la part digital a la part analògica causat per la pujada de corrent de terra. La traça de retorn a terra del subcircuit (si la PCB només té dues capes) s'ha de separar i, a continuació, s'ha de connectar al terminal d'alimentació negativa. Es recomana tenir almenys quatre capes per a PCB moderadament complexos, i es requereixen dues capes internes per a les capes d'alimentació i terra.

en conclusió

Per als enginyers, és molt important tenir un coneixement professional suficient en disseny de PCB per jutjar la qualitat del disseny d'un o un empleat. Tanmateix, els enginyers sense coneixements professionals poden veure els mètodes anteriors. Abans de passar a la creació de prototips, especialment quan es dissenya un producte d'inici, sempre és una bona idea tenir sempre un expert que comprovi la qualitat del disseny del PCB.