Špatně navržené desky plošných spojů nebo PCB nikdy nebudou splňovat kvalitu požadovanou pro komerční výrobu. Schopnost posoudit kvalitu návrhu DPS je velmi důležitá. K provedení kompletního přezkoumání návrhu jsou nutné zkušenosti a znalosti návrhu PCB. Existuje však několik způsobů, jak rychle posoudit kvalitu návrhu PCB.

Schematický diagram může být dostatečný pro ilustraci komponent dané funkce a způsobu jejich propojení. Informace poskytované schématy týkající se skutečného umístění a připojení komponent pro danou operaci jsou však velmi omezené. To znamená, že i když je deska plošných spojů navržena s pečlivou implementací všech zapojení součástí kompletního schématu pracovního principu, je možné, že konečný produkt nebude fungovat podle očekávání. Chcete-li rychle zkontrolovat kvalitu návrhu PCB, zvažte následující:

1. Stopa PCB

Viditelné stopy PCB jsou pokryty pájecím odporem, který pomáhá chránit měděné stopy před zkratem a oxidací. Lze použít různé barvy, ale nejčastěji používaná barva je zelená. Všimněte si, že je obtížné vidět stopy kvůli bílé barvě pájecí masky. V mnoha případech můžeme vidět pouze horní a spodní vrstvu. Když má PCB více než dvě vrstvy, vnitřní vrstvy nejsou vidět. Kvalitu provedení je však snadné posoudit pouhým pohledem na vnější vrstvy.

Během procesu kontroly návrhu zkontrolujte stopy, abyste se ujistili, že zde nejsou žádné ostré ohyby a že se všechny rozprostírají v přímé linii. Vyhněte se ostrým ohybům, protože určité vysokofrekvenční nebo vysoce výkonné stopy mohou způsobit potíže. Vyhněte se jim úplně, protože jsou konečným signálem špatné kvality návrhu.

2. Oddělovací kondenzátor

Aby se odfiltroval vysokofrekvenční šum, který by mohl negativně ovlivnit čip, je oddělovací kondenzátor umístěn velmi blízko napájecího kolíku. Obecně platí, že pokud čip obsahuje více než jeden odtokový vývod (VDD), každý takový vývod potřebuje oddělovací kondenzátor, někdy i více.

Oddělovací kondenzátor by měl být umístěn velmi blízko kolíku, který má být odpojen. Pokud není umístěn v blízkosti kolíku, výrazně se sníží účinek oddělovacího kondenzátoru. Pokud není oddělovací kondenzátor umístěn vedle kolíků na většině mikročipů, pak to opět znamená, že návrh PCB je nesprávný.

3. Délka stopy PCB je vyvážená

Aby více signálů mělo přesné časové vztahy, musí být v návrhu přizpůsobena délka stopy PCB. Přizpůsobení délky stopy zajišťuje, že všechny signály dosáhnou svého cíle se stejným zpožděním, a pomáhá udržovat vztah mezi hranami signálu. Je nutné vstoupit do schematického diagramu, abyste věděli, zda nějaká sada signálových vedení vyžaduje přesné časové vztahy. Tyto stopy lze sledovat, aby bylo možné zkontrolovat, zda bylo použito vyrovnání délky stopy (jinak nazývané zpožďovací linky). Ve většině případů tyto zpožďovací čáry vypadají jako zakřivené čáry.

Stojí za zmínku, že dodatečné zpoždění je způsobeno prokovy v signálové cestě. Pokud se prokovům nelze vyhnout, je důležité zajistit, aby všechny skupiny trasování měly stejný počet prokovů s přesnými časovými vztahy. Alternativně může být zpoždění způsobené prokovem kompenzováno použitím zpožďovací linky.

4. Umístění součástí

Ačkoli induktory mají schopnost generovat magnetická pole, inženýři by měli zajistit, aby při použití induktorů v obvodu nebyly umístěny blízko sebe. Pokud jsou induktory umístěny blízko sebe, zejména mezi konci, vytvoří se mezi induktory škodlivé spojení. V důsledku magnetického pole generovaného induktorem se ve velkém kovovém předmětu indukuje elektrický proud. Proto musí být umístěny v určité vzdálenosti od kovového předmětu, jinak se může změnit hodnota indukčnosti. Umístěním tlumivek kolmo k sobě, i když jsou tlumivky umístěny blízko sebe, lze omezit zbytečné vzájemné vazby.

Pokud má deska plošných spojů výkonové odpory nebo jakékoli jiné součástky generující teplo, musíte vzít v úvahu vliv tepla na ostatní součástky. Pokud jsou například v obvodu použity kondenzátory nebo termostaty pro kompenzaci teploty, neměly by být umístěny v blízkosti výkonových odporů nebo jakýchkoli součástí, které generují teplo.

Na desce plošných spojů musí být vyhrazená oblast pro palubní spínací regulátor a jeho související komponenty. Tato část musí být nastavena co nejdále od části zabývající se malými signály. Pokud je střídavý zdroj připojen přímo k desce plošných spojů, musí být na AC straně desky plošných spojů samostatný díl. Pokud nebudou součástky odděleny podle výše uvedených doporučení, bude kvalita provedení DPS problematická.

5. Šířka stopy

Inženýři by měli věnovat zvýšenou pozornost správnému určení velikosti stop přenášejících velké proudy. Pokud stopy přenášející rychle se měnící signály nebo digitální signály běží paralelně se stopami přenášejícími malé analogové signály, mohou nastat problémy se snímáním šumu. Trasa připojená k induktoru má schopnost fungovat jako anténa a může způsobovat škodlivé vysokofrekvenční emise. Aby se tomu zabránilo, tyto značky by neměly být širší.

6. Zem a zemní plocha

Pokud má deska plošných spojů dvě části, digitální a analogovou, a musí být připojena pouze v jednom společném bodě (obvykle záporná napájecí svorka), zemnící plocha musí být oddělena. To může pomoci vyhnout se negativnímu dopadu digitální části na analogovou část způsobenému špičkou zemního proudu. Zpětná zemní trasa dílčího obvodu (pokud má PCB pouze dvě vrstvy) musí být oddělena a poté musí být připojena na zápornou napájecí svorku. Důrazně se doporučuje mít alespoň čtyři vrstvy pro středně složité desky plošných spojů a dvě vnitřní vrstvy jsou vyžadovány pro napájecí a zemní vrstvu.

na závěr

Pro inženýry je velmi důležité mít dostatečné odborné znalosti v oblasti návrhu PCB, aby mohli posoudit kvalitu návrhu jednoho nebo jednoho zaměstnance. Inženýři bez odborných znalostí si však výše uvedené metody mohou prohlédnout. Před přechodem na prototypování, zejména při navrhování startovacího produktu, je vždy dobré nechat odborníka zkontrolovat kvalitu návrhu PCB.