Les plaques de circuit imprès o PCB mal dissenyades no compliran mai la qualitat necessària per a la producció comercial. La capacitat de jutjar la qualitat del disseny del PCB és molt important. L’experiència i el coneixement del disseny del PCB són necessaris per realitzar una revisió completa del disseny. Tot i això, 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 es connecten. Tanmateix, la informació proporcionada pels esquemes sobre la col·locació i la connexió reals dels components per a una operació determinada és molt limitada. Això vol dir que, fins i tot si el PCB està dissenyat implementant minuciosament totes les connexions de components del diagrama de principis de funcionament complet, és possible que el producte final no funcioni com s’esperava. Per comprovar ràpidament la qualitat del disseny del PCB, considereu el següent:

1. TRACE PCB

Les traces visibles del PCB estan cobertes amb resistències de soldadura, cosa que ajuda a protegir les traces de coure dels curtcircuits i l’oxidació. Es poden utilitzar diferents colors, però el color més utilitzat és el verd. Tingueu en compte que és difícil veure traces 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. Tot i això, 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 revolts afilats i que s’estenen en línia recta. Eviteu les revoltes afilades, perquè certes traces d’alta freqüència o d’alta potència poden causar problemes. Eviteu -los del tot perquè són el senyal final de la 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 passador d’alimentació. Generalment, si el xip conté més d’un passador de drenatge a drenatge (VDD), cada pin necessita un condensador de desacoblament, de vegades encara més.

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

3. La longitud de la traça del PCB està equilibrada

Per tal de fer que diversos senyals tinguin relacions de sincronització precises, la longitud de la traça del PCB s’ha de combinar en el disseny. La concordança de longitud de traça garanteix que tots els senyals arribin a les seves destinacions amb el mateix retard i ajudin a mantenir la relació entre les vores del senyal. Cal accedir al diagrama esquemàtic per saber si algun conjunt de línies de senyal requereix relacions de sincronització precises. Aquestes traces es poden rastrejar per comprovar si s'ha aplicat alguna igualació de longitud de traça (d'una altra manera 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 a la ruta del senyal. Si no es poden evitar vias, és important assegurar -se que tots els grups de traces tinguin un nombre igual de vias amb relacions de sincronització 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 han de vetllar perquè no es col·loquin els uns als altres quan s’utilitzin inductors en un circuit. Si els inductors es col·loquen els uns als altres, sobretot, es crearà un acoblament perjudicial entre els inductors. A causa del camp magnètic generat per l’inductor, un corrent elèctric s’indueix en un objecte metàl·lic gran. Per tant, s’han de situar a una certa distància de l’objecte metàl·lic, en cas contrari, el valor d’inductància pot canviar. Si es col·loquen els inductors perpendiculars els uns als altres, fins i tot si els inductors es col·loquen junts, es pot reduir l'acoblament mutu innecessari.

Si el PCB té resistències de potència o altres components que generen calor, heu de considerar l'efecte de la calor en altres components. Per exemple, si s’utilitzen condensadors o termòstats de compensació de temperatura al circuit, no s’han de col·locar a prop de resistències de potència ni a components que generin calor.

Hi ha d’haver una àrea dedicada al PCB per al regulador de commutació a bord i els seus components relacionats. Aquesta part s’ha d’establir en la mesura del possible de la part relacionada amb petits senyals. Si l'alimentació de CA està connectada directament al PCB, hi ha d'haver una part separada al costat de CA del PCB. Si els components no estan separats segons les recomanacions anteriors, la qualitat del disseny del PCB serà problemàtica.

5. Amplada de traça

Els enginyers han de tenir més cura per determinar correctament la mida de les traces que transporten grans corrents. Si les traces que transporten senyals que canvien ràpidament o senyals digitals s’executen paral·lelament a traces que porten petits senyals analògics, poden sorgir problemes de recollida de soroll. La traça connectada a l’inductor té la capacitat d’actuar com a antena i pot causar emissions de freqüència de ràdio nocives. Per evitar -ho, aquestes marques no han de ser més àmplies.

6. Plànol mòlt i mòlt

Si el PCB té dues parts, digitals i analògiques, i s’ha de connectar només en un punt comú (normalment el terminal de potència negativa), s’ha de separar el pla de terra. Això pot ajudar a evitar l'impacte negatiu de la part digital a la part analògica causada per la pujada del corrent de terra. Cal separar la traça de retorn del subcircuit (si el PCB només té dues capes), i s’ha de connectar al terminal de potència negativa. Es recomana fermament tenir almenys quatre capes per a PCBs moderadament complexos, i calen dues capes internes per a les capes de potència i terra.

En conclusió

Per als enginyers, és molt important tenir coneixements professionals suficients en el disseny del PCB per jutjar la qualitat d’un disseny d’un o d’un empleat. Tanmateix, els enginyers sense coneixement professional poden veure els mètodes anteriors. Abans de passar al prototipat, sobretot quan es dissenya un producte d’inici, sempre és una bona idea que sempre un expert comprovi la qualitat del disseny del PCB.