Las placas de circuito impresas mal diseñadas o PCB nunca cumplirán la calidad requerida para la producción comercial. La capacidad de juzgar la calidad del diseño de PCB es muy importante. Se requiere experiencia y conocimiento del diseño de PCB para realizar una revisión completa de diseño. Sin embargo, hay varias formas de juzgar rápidamente la calidad del diseño de PCB.

El diagrama esquemático puede ser suficiente para ilustrar los componentes de una función dada y cómo están conectados. Sin embargo, la información proporcionada por los esquemas con respecto a la colocación y conexión reales de los componentes para una operación determinada es muy limitada. Esto significa que incluso si el PCB está diseñado mediculosamente implementando todas las conexiones de componentes del diagrama de principio de trabajo completo, es posible que el producto final no funcione como se esperaba. Para verificar rápidamente la calidad del diseño de PCB, considere lo siguiente:

1. PCB Trace

Las trazas visibles de la PCB están cubiertas con resistencia a la soldadura, lo que ayuda a proteger las trazas de cobre de cortocircuitos y oxidación. Se pueden usar diferentes colores, pero el color más utilizado es el verde. Tenga en cuenta que es difícil ver rastros debido al color blanco de la máscara de soldadura. En muchos casos, solo podemos ver las capas superior e inferior. Cuando el PCB tiene más de dos capas, las capas internas no son visibles. Sin embargo, es fácil juzgar la calidad del diseño simplemente mirando las capas externas.

Durante el proceso de revisión del diseño, verifique las trazas para confirmar que no hay curvas nítidas y que todas se extienden en línea recta. Evite curvas afiladas, porque ciertas rastros de alta frecuencia o alta potencia pueden causar problemas. Evítelos por completo porque son la señal final de mala calidad del diseño.

2. Condensador de desacoplamiento

Para filtrar cualquier ruido de alta frecuencia que pueda afectar negativamente el chip, el condensador de desacoplamiento se encuentra muy cerca del pasador de la fuente de alimentación. En general, si el chip contiene más de un pin de drenaje a drenaje (VDD), cada uno de esos pines necesita un condensador de desacoplamiento, a veces incluso más.

El condensador de desacoplamiento debe colocarse muy cerca del pin para desacoplar. Si no se coloca cerca del pasador, el efecto del condensador de desacoplamiento se reducirá considerablemente. Si el condensador de desacoplamiento no se coloca junto a los pines en la mayoría de los microchips, entonces esto nuevamente indica que el diseño de PCB es incorrecto.

3. La longitud de traza de PCB está equilibrada

Para hacer que múltiples señales tengan relaciones de tiempo precisas, la longitud de traza de PCB debe coincidir en el diseño. La coincidencia de la longitud de rastreo asegura que todas las señales alcancen sus destinos con el mismo retraso y ayuden a mantener la relación entre los bordes de la señal. Es necesario acceder al diagrama esquemático para saber si algún conjunto de líneas de señal requiere relaciones de sincronización precisas. Estas trazas se pueden rastrear para verificar si se ha aplicado una igualación de longitud de traza (de lo contrario llamado líneas de retraso). En la mayoría de los casos, estas líneas de retraso parecen líneas curvas.

Vale la pena señalar que el retraso adicional es causado por VIA en la ruta de la señal. Si no se puede evitar VIA, es importante asegurarse de que todos los grupos de trazas tengan un número igual de VIA con relaciones de tiempo precisas. Alternativamente, el retraso causado por la VIA puede ser compensado utilizando una línea de retraso.

4. Colocación de componentes

Aunque los inductores tienen la capacidad de generar campos magnéticos, los ingenieros deben asegurarse de que no sean ubicados entre sí al usar inductores en un circuito. Si los inductores se colocan cerca uno del otro, especialmente de extremo a extremo, creará un acoplamiento dañino entre los inductores. Debido al campo magnético generado por el inductor, se induce una corriente eléctrica en un objeto metálico grande. Por lo tanto, deben colocarse a cierta distancia del objeto metálico, de lo contrario el valor de inductancia puede cambiar. Al colocar los inductores perpendiculares entre sí, incluso si los inductores se colocan muy juntos, se puede reducir el acoplamiento mutuo innecesario.

Si el PCB tiene resistencias de potencia o cualquier otro componente de generación de calor, debe considerar el efecto del calor en otros componentes. Por ejemplo, si se usan condensadores de compensación de temperatura o termostatos en el circuito, no deben colocarse cerca de resistencias de potencia o cualquier componente que genere calor.

Debe haber un área dedicada en la PCB para el regulador de conmutación a bordo y sus componentes relacionados. Esta parte debe establecerse lo más lejos posible de la parte que trata con pequeñas señales. Si la fuente de alimentación de CA está conectada directamente a la PCB, debe haber una parte separada en el lado de CA de la PCB. Si los componentes no están separados de acuerdo con las recomendaciones anteriores, la calidad del diseño de PCB será problemática.

5. Ancho de rastreo

Los ingenieros deben tener más cuidado para determinar adecuadamente el tamaño de los rastros que transportan grandes corrientes. Si las trazas que transportan señales que cambian rápidamente o señales digitales se ejecutan paralelas a trazas que transportan pequeñas señales analógicas, pueden surgir problemas de recolección de ruido. La traza conectada al inductor tiene la capacidad de actuar como una antena y puede causar emisiones de radiofrecuencia nociva. Para evitar esto, estas marcas no deben ser más amplias.

6. Plano de tierra y tierra

Si el PCB tiene dos partes, digital y analógico, y debe estar conectado en un solo punto común (generalmente el terminal de potencia negativo), el plano de tierra debe separarse. Esto puede ayudar a evitar el impacto negativo de la parte digital en la parte analógica causada por el pico de corriente de tierra. El rastro de retorno de tierra del subcircuito (si la PCB tiene solo dos capas) debe separarse, y luego debe conectarse en el terminal de potencia negativa. Se recomienda encarecidamente tener al menos cuatro capas para PCB moderadamente complejos, y se requieren dos capas internas para las capas de potencia y tierra.

en conclusión

Para los ingenieros, es muy importante tener suficiente conocimiento profesional en el diseño de PCB para juzgar la calidad de uno o un diseño de empleados. Sin embargo, los ingenieros sin conocimiento profesional pueden ver los métodos anteriores. Antes de hacer la transición a la creación de prototipos, especialmente al diseñar un producto de inicio, siempre es una buena idea que un experto verifique la calidad del diseño de PCB.