Loše dizajnirane tiskane ploče ili PCB-ovi nikada neće zadovoljiti kvalitetu potrebnu za komercijalnu proizvodnju. Sposobnost prosuđivanja kvalitete PCB dizajna vrlo je važna. Iskustvo i znanje o dizajnu PCB-a potrebni su za provođenje kompletnog pregleda dizajna. Međutim, postoji nekoliko načina za brzu procjenu kvalitete PCB dizajna.

Shematski dijagram može biti dovoljan da ilustrira komponente dane funkcije i kako su one povezane. Međutim, informacije koje sheme pružaju o stvarnom postavljanju i povezivanju komponenti za određenu operaciju vrlo su ograničene. To znači da čak i ako je PCB dizajniran pedantnom implementacijom svih spojeva komponenti kompletnog dijagrama principa rada, moguće je da konačni proizvod možda neće raditi kako se očekuje. Kako biste brzo provjerili kvalitetu dizajna PCB-a, razmotrite sljedeće:

1. PCB trag

Vidljivi tragovi PCB-a prekriveni su otpornikom za lemljenje, koji pomaže u zaštiti bakrenih tragova od kratkih spojeva i oksidacije. Mogu se koristiti različite boje, ali najčešće se koristi zelena boja. Imajte na umu da je teško vidjeti tragove zbog bijele boje maske za lemljenje. U mnogim slučajevima možemo vidjeti samo gornji i donji sloj. Kada PCB ima više od dva sloja, unutarnji slojevi nisu vidljivi. Međutim, lako je procijeniti kvalitetu dizajna samo gledajući vanjske slojeve.

Tijekom postupka pregleda dizajna, provjerite tragove kako biste potvrdili da nema oštrih zavoja i da se svi protežu u ravnoj liniji. Izbjegavajte oštre zavoje jer određeni visokofrekventni ili snažni tragovi mogu uzrokovati probleme. Izbjegavajte ih u potpunosti jer su konačni signal loše kvalitete dizajna.

2. Kondenzator za odvajanje

Kako bi se filtrirao bilo kakav visokofrekventni šum koji bi mogao negativno utjecati na čip, kondenzator za odvajanje nalazi se vrlo blizu pina za napajanje. Općenito, ako čip sadrži više od jednog odvodno-odvodnog (VDD) pina, svaki takav pin treba kondenzator za odvajanje, ponekad čak i više.

Kondenzator za odvajanje treba postaviti vrlo blizu pina koji se odvaja. Ako se ne postavi blizu pina, učinak kondenzatora za odvajanje bit će znatno smanjen. Ako kondenzator za razdvajanje nije postavljen uz pinove na većini mikročipova, to opet znači da dizajn PCB-a nije ispravan.

3. Duljina PCB traga je uravnotežena

Kako bi višestruki signali imali točne vremenske odnose, duljina PCB traga mora biti usklađena u dizajnu. Usklađivanje duljine traga osigurava da svi signali stignu do svojih odredišta s istim kašnjenjem i pomaže u održavanju odnosa između rubova signala. Potrebno je pristupiti shematskom dijagramu kako bi se znalo zahtijeva li neki skup signalnih linija precizne vremenske odnose. Ti se tragovi mogu pratiti kako bi se provjerilo je li primijenjeno bilo kakvo izjednačavanje duljine traga (inače se nazivaju linije kašnjenja). U većini slučajeva ove linije kašnjenja izgledaju kao zakrivljene linije.

Vrijedno je napomenuti da je dodatno kašnjenje uzrokovano okretnicama na putu signala. Ako se viasi ne mogu izbjeći, važno je osigurati da sve grupe tragova imaju jednak broj viasa s preciznim vremenskim odnosima. Alternativno, kašnjenje uzrokovano via može se nadoknaditi korištenjem linije kašnjenja.

4. Postavljanje komponenti

Iako induktori imaju sposobnost generiranja magnetskih polja, inženjeri bi se trebali pobrinuti da ne budu postavljeni blizu jedan drugoga kada koriste induktive u krugu. Ako su induktori postavljeni blizu jedan drugome, osobito kraj-u-kraj, to će stvoriti štetnu spregu između induktora. Zbog magnetskog polja koje stvara induktor, u velikom metalnom predmetu inducira se električna struja. Stoga se moraju postaviti na određenu udaljenost od metalnog predmeta, inače se vrijednost induktiviteta može promijeniti. Postavljanjem induktora okomito jedan na drugi, čak i ako su induktori postavljeni blizu jedan drugoga, može se smanjiti nepotrebno međusobno spajanje.

Ako PCB ima otpornike snage ili bilo koje druge komponente koje stvaraju toplinu, morate uzeti u obzir učinak topline na druge komponente. Na primjer, ako se u strujnom krugu koriste kondenzatori ili termostati za kompenzaciju temperature, ne smiju se postavljati u blizini otpornika snage ili bilo kojih komponenti koje stvaraju toplinu.

Na PCB-u mora postojati namjensko područje za ugrađeni prekidački regulator i njegove povezane komponente. Ovaj dio mora biti postavljen što dalje od dijela koji se bavi malim signalima. Ako je napajanje izmjeničnom strujom izravno spojeno na PCB, mora postojati odvojeni dio na strani PCB-a s izmjeničnom strujom. Ako komponente nisu odvojene u skladu s gornjim preporukama, kvaliteta dizajna PCB-a bit će problematična.

5. Širina traga

Inženjeri bi trebali obratiti posebnu pozornost na ispravno određivanje veličine tragova koji nose velike struje. Ako tragovi prenose signale koji se brzo mijenjaju ili digitalni signali teku paralelno s tragovima koji prenose male analogne signale, može doći do problema s hvatanjem šuma. Trag spojen na induktor može djelovati kao antena i može uzrokovati štetne radiofrekvencijske emisije. Kako bi se to izbjeglo, ove oznake ne bi trebale biti šire.

6. Uzemljenje i ravnina uzemljenja

Ako PCB ima dva dijela, digitalni i analogni, i mora biti spojen na samo jednu zajedničku točku (obično na negativnu strujnu stezaljku), uzemljena ploča mora biti odvojena. To može pomoći u izbjegavanju negativnog utjecaja digitalnog dijela na analogni dio uzrokovan skokom struje uzemljenja. Povratni trag uzemljenja pod-kruga (ako PCB ima samo dva sloja) treba odvojiti, a zatim se mora spojiti na negativni priključak napajanja. Strogo se preporučuje imati najmanje četiri sloja za umjereno složene PCB-ove, a dva unutarnja sloja potrebna su za sloj napajanja i sloj uzemljenja.

u zaključku

Za inženjere je vrlo važno imati dovoljno stručnog znanja o dizajnu PCB ploča kako bi procijenili kvalitetu dizajna jednog ili jednog zaposlenika. Međutim, inženjeri bez stručnog znanja mogu vidjeti gore navedene metode. Prije prijelaza na izradu prototipova, posebno kada dizajnirate startup proizvod, uvijek je dobra ideja da stručnjak uvijek provjeri kvalitetu dizajna PCB-a.