Οι κακώς σχεδιασμένες πίνακες τυπωμένων κυκλωμάτων ή PCB δεν θα ανταποκριθούν ποτέ στην ποιότητα που απαιτείται για την εμπορική παραγωγή. Η ικανότητα να κρίνετε την ποιότητα του σχεδιασμού PCB είναι πολύ σημαντική. Η εμπειρία και η γνώση του σχεδιασμού PCB απαιτούνται για τη διεξαγωγή πλήρους ανασκόπησης σχεδιασμού. Ωστόσο, υπάρχουν διάφοροι τρόποι να κρίνετε γρήγορα την ποιότητα του σχεδιασμού PCB.

Το σχηματικό διάγραμμα μπορεί να είναι αρκετό για να απεικονίσει τα συστατικά μιας δεδομένης συνάρτησης και τον τρόπο σύνδεσης. Ωστόσο, οι πληροφορίες που παρέχονται από τα σχήματα σχετικά με την πραγματική τοποθέτηση και τη σύνδεση των στοιχείων για μια δεδομένη λειτουργία είναι πολύ περιορισμένες. Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και αν το PCB έχει σχεδιαστεί με σχολαστική εφαρμογή όλων των συστατικών συνδέσεων του πλήρους αρχικού διαγράμματος λειτουργίας, είναι πιθανό το τελικό προϊόν να μην λειτουργεί όπως αναμένεται. Για να ελέγξετε γρήγορα την ποιότητα του σχεδίου PCB, παρακαλούμε εξετάστε τα εξής:

1.

Τα ορατά ίχνη του PCB καλύπτονται με αντίσταση συγκόλλησης, η οποία βοηθά στην προστασία των ιχνών χαλκού από βραχυκυκλώματα και οξείδωση. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικά χρώματα, αλλά το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο χρώμα είναι πράσινο. Σημειώστε ότι είναι δύσκολο να δείτε ίχνη λόγω του λευκού χρώματος της μάσκας συγκόλλησης. Σε πολλές περιπτώσεις, μπορούμε να δούμε μόνο τα πάνω και τα κάτω στρώματα. Όταν το PCB έχει περισσότερα από δύο στρώματα, τα εσωτερικά στρώματα δεν είναι ορατά. Ωστόσο, είναι εύκολο να κρίνουμε την ποιότητα του σχεδίου μόνο κοιτάζοντας τα εξωτερικά στρώματα.

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανασκόπησης σχεδιασμού, ελέγξτε τα ίχνη για να επιβεβαιώσετε ότι δεν υπάρχουν αιχμηρές στροφές και ότι όλοι επεκτείνονται σε μια ευθεία γραμμή. Αποφύγετε τις αιχμηρές στροφές, επειδή ορισμένα ίχνη υψηλής συχνότητας ή υψηλής ισχύος μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα. Αποφύγετε τα εντελώς επειδή είναι το τελικό σήμα της κακής ποιότητας σχεδιασμού.

2. Πυκνωτής αποσύνδεσης

Προκειμένου να φιλτράρει οποιοδήποτε θόρυβο υψηλής συχνότητας που μπορεί να επηρεάσει αρνητικά το τσιπ, ο πυκνωτής αποσύνδεσης βρίσκεται πολύ κοντά στον ακροδέκτη τροφοδοσίας. Γενικά, εάν το τσιπ περιέχει περισσότερους από έναν ακροδέκτες αποστράγγισης-αποστράγγισης (VDD), κάθε τέτοιος PIN χρειάζεται έναν πυκνωτή αποσύνδεσης, μερικές φορές ακόμα περισσότερο.

Ο πυκνωτής αποσύνδεσης θα πρέπει να τοποθετηθεί πολύ κοντά στον πείρο για να αποσυνδεθεί. Εάν δεν τοποθετηθεί κοντά στον πείρο, η επίδραση του πυκνωτή αποσύνδεσης θα μειωθεί σημαντικά. Εάν ο πυκνωτής αποσύνδεσης δεν τοποθετηθεί δίπλα στις καρφίτσες στα περισσότερα μικροτσίπ, τότε αυτό δείχνει και πάλι ότι ο σχεδιασμός PCB είναι λανθασμένος.

3. Το μήκος ίχνος PCB είναι ισορροπημένο

Προκειμένου να δημιουργηθούν πολλαπλά σήματα έχουν ακριβείς σχέσεις χρονισμού, το μήκος ιχνοστοιχείων PCB πρέπει να ταιριάζει στο σχεδιασμό. Η αντιστοίχιση μήκους ιχνών εξασφαλίζει ότι όλα τα σήματα φτάνουν στους προορισμούς τους με την ίδια καθυστέρηση και βοηθούν στη διατήρηση της σχέσης μεταξύ των άκρων του σήματος. Είναι απαραίτητο να αποκτήσετε πρόσβαση στο σχηματικό διάγραμμα για να γνωρίζετε εάν οποιοδήποτε σύνολο γραμμών σήματος απαιτεί ακριβείς σχέσεις χρονισμού. Αυτά τα ίχνη μπορούν να ανιχνευθούν για να ελέγξουν εάν έχει εφαρμοστεί οποιαδήποτε εξίσωση μήκους ιχνοστοιχείου (διαφορετικά ονομάζεται γραμμές καθυστέρησης). Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτές οι γραμμές καθυστέρησης μοιάζουν με καμπύλες γραμμές.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η επιπλέον καθυστέρηση προκαλείται από βήματα στη διαδρομή σήματος. Εάν δεν μπορούν να αποφευχθούν τα βήματα, είναι σημαντικό να διασφαλιστεί ότι όλες οι ομάδες ιχνοστοιχείων έχουν ίσο αριθμό βημάτων με ακριβείς σχέσεις χρονισμού. Εναλλακτικά, η καθυστέρηση που προκαλείται από τη VIA μπορεί να αντισταθμιστεί χρησιμοποιώντας μια γραμμή καθυστέρησης.

4.

Αν και οι επαγωγείς έχουν τη δυνατότητα να παράγουν μαγνητικά πεδία, οι μηχανικοί θα πρέπει να εξασφαλίζουν ότι δεν τοποθετούνται κοντά ο ένας στον άλλο όταν χρησιμοποιούν επαγωγείς σε ένα κύκλωμα. Εάν οι επαγωγείς τοποθετηθούν κοντά ο ένας στον άλλο, ειδικά από το άκρο σε άκρο, θα δημιουργήσουν επιβλαβή σύζευξη μεταξύ των επαγωγέων. Λόγω του μαγνητικού πεδίου που παράγεται από τον επαγωγέα, ένα ηλεκτρικό ρεύμα προκαλείται σε ένα μεγάλο μεταλλικό αντικείμενο. Ως εκ τούτου, πρέπει να τοποθετηθούν σε ορισμένη απόσταση από το μεταλλικό αντικείμενο, διαφορετικά η τιμή επαγωγής μπορεί να αλλάξει. Τοποθετώντας τους επαγωγείς κάθετα ο ένας στον άλλο, ακόμη και αν οι επαγωγείς τοποθετηθούν κοντά, μπορούν να μειωθούν η αμοιβαία αμοιβαία σύζευξη.

Εάν το PCB έχει αντιστάσεις ισχύος ή άλλα εξαρτήματα που παράγουν θερμότητα, πρέπει να εξετάσετε την επίδραση της θερμότητας σε άλλα εξαρτήματα. Για παράδειγμα, εάν οι πυκνωτές αντιστάθμισης θερμοκρασίας ή οι θερμοστάτες χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα, δεν πρέπει να τοποθετούνται κοντά σε αντιστάσεις ισχύος ή οποιαδήποτε εξαρτήματα που παράγουν θερμότητα.

Πρέπει να υπάρχει μια ειδική περιοχή στο PCB για τον ρυθμιστή μεταγωγής επί του σκάφους και τα συναφή εξαρτήματά της. Αυτό το μέρος πρέπει να οριστεί όσο το δυνατόν περισσότερο από το μέρος που ασχολείται με μικρά σήματα. Εάν η τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος συνδέεται απευθείας με το PCB, πρέπει να υπάρχει ξεχωριστό μέρος στην πλευρά AC του PCB. Εάν τα εξαρτήματα δεν διαχωριστούν σύμφωνα με τις παραπάνω συστάσεις, η ποιότητα του σχεδιασμού PCB θα είναι προβληματική.

5.

Οι μηχανικοί θα πρέπει να προσέχουν ιδιαίτερα το μέγεθος των ιχνών που μεταφέρουν μεγάλα ρεύματα. Εάν τα ίχνη που μεταφέρουν ταχέως μεταβαλλόμενα σήματα ή τα ψηφιακά σήματα τρέχουν παράλληλα με ίχνη που μεταφέρουν μικρά αναλογικά σήματα, ενδέχεται να προκύψουν προβλήματα θορύβου. Το ίχνος που συνδέεται με τον επαγωγέα έχει τη δυνατότητα να ενεργεί ως κεραία και μπορεί να προκαλέσει επιβλαβείς εκπομπές ραδιοσυχνότητας. Για να αποφευχθεί αυτό, αυτά τα σημάδια δεν πρέπει να είναι ευρύτερα.

6.

Εάν το PCB διαθέτει δύο μέρη, ψηφιακά και αναλογικά και πρέπει να συνδεθεί σε ένα μόνο κοινό σημείο (συνήθως το αρνητικό τερματικό ισχύος), το επίπεδο γείωσης πρέπει να διαχωριστεί. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στην αποφυγή του αρνητικού αντίκτυπου του ψηφιακού τμήματος στο αναλογικό τμήμα που προκαλείται από την ακίδα του ρεύματος εδάφους. Το ίχνος επιστροφής εδάφους του υπο-κυκλώματος (εάν το PCB έχει μόνο δύο στρώματα) πρέπει να διαχωριστεί και στη συνέχεια πρέπει να συνδεθεί στον αρνητικό τερματικό ισχύος. Συνιστάται έντονα να έχετε τουλάχιστον τέσσερα στρώματα για μέτρια σύνθετα PCB και απαιτούνται δύο εσωτερικά στρώματα για τα στρώματα ισχύος και εδάφους.

συμπεράσματα

Για τους μηχανικούς, είναι πολύ σημαντικό να έχουμε επαρκείς επαγγελματικές γνώσεις στο σχεδιασμό PCB για να κρίνουμε την ποιότητα ενός ή ενός σχεδιασμού των εργαζομένων. Ωστόσο, οι μηχανικοί χωρίς επαγγελματικές γνώσεις μπορούν να δουν τις παραπάνω μεθόδους. Πριν από τη μετάβαση σε πρωτότυπα, ειδικά όταν σχεδιάζετε ένα προϊόν εκκίνησης, είναι πάντα μια καλή ιδέα να έχετε πάντα έναν εμπειρογνώμονα να ελέγχετε την ποιότητα του σχεδιασμού PCB.