Circuiti stampati o PCB mal progettati non raggiungeranno mai la qualità richiesta per la produzione commerciale. La capacità di giudicare la qualità della progettazione del PCB è molto importante. Per condurre una revisione completa del progetto sono necessarie esperienza e conoscenza della progettazione PCB. Tuttavia, esistono diversi modi per giudicare rapidamente la qualità della progettazione del PCB.

Il diagramma schematico può essere sufficiente per illustrare i componenti di una determinata funzione e come sono collegati. Tuttavia, le informazioni fornite dagli schemi riguardanti l'effettivo posizionamento e collegamento dei componenti per una determinata operazione sono molto limitate. Ciò significa che anche se il PCB viene progettato implementando meticolosamente tutte le connessioni dei componenti dello schema completo del principio di funzionamento, è possibile che il prodotto finale non funzioni come previsto. Per verificare rapidamente la qualità della progettazione del PCB, considerare quanto segue:

1. Traccia PCB

Le tracce visibili del PCB sono ricoperte con materiale di saldatura, che aiuta a proteggere le tracce di rame da cortocircuiti e ossidazione. Possono essere utilizzati diversi colori, ma il colore più comunemente utilizzato è il verde. Si noti che è difficile vedere le tracce a causa del colore bianco della maschera di saldatura. In molti casi, possiamo vedere solo gli strati superiore e inferiore. Quando il PCB ha più di due strati, gli strati interni non sono visibili. Tuttavia, è facile giudicare la qualità del design semplicemente osservando gli strati esterni.

Durante il processo di revisione del progetto, controllare le tracce per confermare che non vi siano curve strette e che si estendano tutte in linea retta. Evitare curve strette, poiché alcune tracce ad alta frequenza o ad alta potenza potrebbero causare problemi. Evitateli del tutto perché sono il segnale finale di una scarsa qualità del design.

2. Condensatore di disaccoppiamento

Per filtrare qualsiasi rumore ad alta frequenza che possa influenzare negativamente il chip, il condensatore di disaccoppiamento è posizionato molto vicino al pin di alimentazione. Generalmente, se il chip contiene più di un pin drain-to-drain (VDD), ciascuno di questi pin necessita di un condensatore di disaccoppiamento, a volte anche di più.

Il condensatore di disaccoppiamento deve essere posizionato molto vicino al pin da disaccoppiare. Se non è posizionato vicino al pin, l'effetto del condensatore di disaccoppiamento sarà notevolmente ridotto. Se nella maggior parte dei microchip il condensatore di disaccoppiamento non è posizionato accanto ai pin, anche questo indica che la progettazione del PCB non è corretta.

3. La lunghezza della traccia PCB è bilanciata

Per fare in modo che più segnali abbiano relazioni temporali accurate, la lunghezza della traccia PCB deve corrispondere nel progetto. La corrispondenza della lunghezza della traccia garantisce che tutti i segnali raggiungano le loro destinazioni con lo stesso ritardo e aiuta a mantenere la relazione tra i fronti del segnale. È necessario accedere al diagramma schematico per sapere se un qualsiasi insieme di linee di segnale richiede precise relazioni temporali. Queste tracce possono essere tracciate per verificare se è stata applicata un'equalizzazione della lunghezza della traccia (altrimenti chiamate linee di ritardo). Nella maggior parte dei casi, queste linee di ritardo sembrano linee curve.

Vale la pena notare che il ritardo aggiuntivo è causato dai via nel percorso del segnale. Se non è possibile evitare i via, è importante garantire che tutti i gruppi di traccia abbiano un numero uguale di via con relazioni temporali precise. In alternativa, il ritardo causato dal via può essere compensato utilizzando una linea di ritardo.

4. Posizionamento dei componenti

Sebbene gli induttori abbiano la capacità di generare campi magnetici, gli ingegneri dovrebbero assicurarsi che non siano posizionati uno vicino all'altro quando utilizzano gli induttori in un circuito. Se gli induttori sono posizionati uno vicino all'altro, soprattutto uno di fronte all'altro, si creerà un accoppiamento dannoso tra gli induttori. A causa del campo magnetico generato dall'induttore, una corrente elettrica viene indotta in un grande oggetto metallico. Pertanto devono essere posizionati ad una certa distanza dall'oggetto metallico, altrimenti il ​​valore dell'induttanza potrebbe cambiare. Posizionando gli induttori perpendicolari tra loro, anche se gli induttori sono posizionati vicini tra loro, è possibile ridurre l'accoppiamento reciproco non necessario.

Se il PCB dispone di resistori di potenza o di altri componenti che generano calore, è necessario considerare l'effetto del calore sugli altri componenti. Ad esempio, se nel circuito vengono utilizzati condensatori o termostati di compensazione della temperatura, non devono essere posizionati vicino a resistori di potenza o a componenti che generano calore.

Sul PCB deve essere presente un'area dedicata al regolatore di commutazione di bordo e ai relativi componenti. Questa parte deve essere impostata il più lontano possibile dalla parte che tratta i piccoli segnali. Se l'alimentazione CA è collegata direttamente al PCB, deve essere presente una parte separata sul lato CA del PCB. Se i componenti non vengono separati secondo le raccomandazioni di cui sopra, la qualità della progettazione del PCB sarà problematica.

5. Larghezza della traccia

Gli ingegneri dovrebbero prestare particolare attenzione nel determinare correttamente la dimensione delle tracce che trasportano grandi correnti. Se le tracce che trasportano segnali che cambiano rapidamente o segnali digitali corrono parallele a tracce che trasportano piccoli segnali analogici, potrebbero verificarsi problemi di acquisizione del rumore. La traccia collegata all'induttore ha la capacità di agire come un'antenna e può causare emissioni di radiofrequenza dannose. Per evitare ciò, questi segni non dovrebbero essere più ampi.

6. Piano terra e terreno

Se il PCB è composto da due parti, digitale e analogica, e deve essere collegato a un solo punto comune (solitamente il terminale di alimentazione negativo), il piano di terra deve essere separato. Ciò può aiutare a evitare l'impatto negativo della parte digitale sulla parte analogica causato dal picco di corrente di terra. La traccia di ritorno a terra del sottocircuito (se il PCB ha solo due strati) deve essere separata e quindi deve essere collegata al terminale di alimentazione negativo. Si consiglia vivamente di avere almeno quattro strati per PCB moderatamente complessi e due strati interni sono necessari per gli strati di alimentazione e di terra.

Insomma

Per gli ingegneri, è molto importante possedere una conoscenza professionale sufficiente nella progettazione di PCB per giudicare la qualità del progetto di uno o di un dipendente. Tuttavia, gli ingegneri senza conoscenze professionali possono visualizzare i metodi sopra indicati. Prima di passare alla prototipazione, soprattutto quando si progetta un prodotto di avvio, è sempre una buona idea far verificare sempre a un esperto la qualità della progettazione del PCB.