Papan sirkuit cetak atau PCB yang dirancang dengan buruk tidak akan pernah memenuhi kualitas yang dibutuhkan untuk produksi komersial. Kemampuan menilai kualitas desain PCB sangatlah penting. Pengalaman dan pengetahuan tentang desain PCB diperlukan untuk melakukan tinjauan desain yang lengkap. Namun, ada beberapa cara untuk menilai kualitas desain PCB dengan cepat.

Diagram skematik mungkin cukup untuk mengilustrasikan komponen-komponen suatu fungsi tertentu dan bagaimana komponen-komponen tersebut dihubungkan. Namun, informasi yang diberikan oleh skema mengenai penempatan sebenarnya dan sambungan komponen untuk operasi tertentu sangat terbatas. Artinya, meskipun PCB dirancang dengan menerapkan secara cermat semua sambungan komponen dari diagram prinsip kerja yang lengkap, ada kemungkinan produk akhir tidak berfungsi seperti yang diharapkan. Untuk memeriksa kualitas desain PCB dengan cepat, harap pertimbangkan hal berikut:

1. Jejak PCB

Jejak PCB yang terlihat ditutupi dengan penahan solder, yang membantu melindungi jejak tembaga dari korsleting dan oksidasi. Warna yang berbeda dapat digunakan, namun warna yang paling umum digunakan adalah hijau. Perhatikan bahwa sulit untuk melihat jejak karena warna putih pada masker solder. Dalam banyak kasus, kita hanya dapat melihat lapisan atas dan bawah. Jika PCB memiliki lebih dari dua lapisan, lapisan dalam tidak terlihat. Namun, mudah untuk menilai kualitas desain hanya dengan melihat lapisan luarnya.

Selama proses peninjauan desain, periksa jejaknya untuk memastikan tidak ada tikungan tajam dan semuanya memanjang dalam garis lurus. Hindari tikungan tajam, karena jalur frekuensi tinggi atau daya tinggi tertentu dapat menimbulkan masalah. Hindari semuanya karena ini adalah sinyal akhir dari kualitas desain yang buruk.

2. Decoupling kapasitor

Untuk menyaring kebisingan frekuensi tinggi yang dapat berdampak negatif pada chip, kapasitor decoupling ditempatkan sangat dekat dengan pin catu daya. Umumnya, jika chip berisi lebih dari satu pin drain-to-drain (VDD), setiap pin tersebut memerlukan kapasitor decoupling, terkadang bahkan lebih.

Kapasitor decoupling harus ditempatkan sangat dekat dengan pin yang akan dipisahkan. Jika tidak ditempatkan dekat dengan pin, efek kapasitor decoupling akan sangat berkurang. Jika kapasitor decoupling tidak ditempatkan di sebelah pin pada sebagian besar microchip, ini sekali lagi menunjukkan bahwa desain PCB salah.

3. Panjang jejak PCB seimbang

Untuk membuat banyak sinyal memiliki hubungan waktu yang akurat, panjang jejak PCB harus disesuaikan dalam desain. Pencocokan panjang jejak memastikan bahwa semua sinyal mencapai tujuannya dengan penundaan yang sama dan membantu menjaga hubungan antar tepi sinyal. Diagram skematik perlu diakses untuk mengetahui apakah rangkaian garis sinyal memerlukan hubungan waktu yang tepat. Jejak ini dapat ditelusuri untuk memeriksa apakah ada pemerataan panjang jejak yang diterapkan (atau disebut garis tunda). Dalam kebanyakan kasus, garis tunda ini terlihat seperti garis lengkung.

Perlu dicatat bahwa penundaan tambahan disebabkan oleh vias di jalur sinyal. Jika vias tidak dapat dihindari, penting untuk memastikan bahwa semua kelompok penelusuran mempunyai jumlah vias yang sama dengan hubungan waktu yang tepat. Alternatifnya, penundaan yang disebabkan oleh via dapat dikompensasikan dengan menggunakan jalur penundaan.

4. Penempatan komponen

Meskipun induktor memiliki kemampuan untuk menghasilkan medan magnet, para insinyur harus memastikan bahwa induktor tidak ditempatkan berdekatan satu sama lain saat menggunakan induktor dalam suatu rangkaian. Jika induktor ditempatkan berdekatan satu sama lain, terutama ujung ke ujung, akan menimbulkan kopling yang berbahaya antar induktor. Karena medan magnet yang dihasilkan oleh induktor, arus listrik diinduksi pada benda logam besar. Oleh karena itu, harus ditempatkan pada jarak tertentu dari benda logam, jika tidak, nilai induktansi dapat berubah. Dengan menempatkan induktor tegak lurus satu sama lain, meskipun induktor ditempatkan berdekatan, hubungan timbal balik yang tidak perlu dapat dikurangi.

Jika PCB memiliki resistor daya atau komponen penghasil panas lainnya, Anda perlu mempertimbangkan pengaruh panas pada komponen lainnya. Misalnya, jika kapasitor kompensasi suhu atau termostat digunakan dalam rangkaian, maka kapasitor atau termostat tersebut tidak boleh ditempatkan di dekat resistor daya atau komponen apa pun yang menghasilkan panas.

Harus ada area khusus pada PCB untuk regulator switching on-board dan komponen terkait. Bagian ini harus diatur sejauh mungkin dari bagian yang berhubungan dengan sinyal kecil. Jika catu daya AC terhubung langsung ke PCB, harus ada bagian terpisah di sisi AC PCB. Jika komponen-komponen tersebut tidak dipisahkan sesuai anjuran di atas maka kualitas desain PCB akan bermasalah.

5. Lebar jejak

Insinyur harus ekstra hati-hati untuk menentukan dengan tepat ukuran jalur yang membawa arus besar. Jika jejak yang membawa sinyal yang berubah dengan cepat atau sinyal digital berjalan paralel dengan jejak yang membawa sinyal analog kecil, masalah pengambilan derau mungkin timbul. Jejak yang terhubung ke induktor mempunyai kemampuan untuk bertindak sebagai antena dan dapat menyebabkan emisi frekuensi radio yang berbahaya. Untuk menghindari hal ini, tanda tersebut tidak boleh lebih lebar.

6. Bidang tanah dan tanah

Jika PCB memiliki dua bagian, digital dan analog, dan harus dihubungkan hanya pada satu titik yang sama (biasanya terminal daya negatif), bidang ground harus dipisahkan. Hal ini dapat membantu menghindari dampak negatif komponen digital pada komponen analog yang disebabkan oleh lonjakan arus tanah. Jejak balik tanah dari sub-rangkaian (jika PCB hanya memiliki dua lapisan) perlu dipisahkan, dan kemudian harus dihubungkan pada terminal daya negatif. Sangat disarankan untuk memiliki setidaknya empat lapisan untuk PCB yang cukup kompleks, dan dua lapisan internal diperlukan untuk lapisan daya dan ground.

sebagai kesimpulan

Bagi para insinyur, sangat penting untuk memiliki pengetahuan profesional yang memadai dalam desain PCB untuk menilai kualitas desain satu atau satu karyawan. Namun, insinyur tanpa pengetahuan profesional dapat melihat metode di atas. Sebelum beralih ke pembuatan prototipe, terutama saat merancang produk startup, ada baiknya selalu meminta ahlinya memeriksa kualitas desain PCB.