I circuiti stampati mal progettati o PCB non soddisferà mai la qualità richiesta per la produzione commerciale. La capacità di giudicare la qualità del design del PCB è molto importante. L'esperienza e la conoscenza della progettazione di PCB sono necessarie per condurre una revisione completa del design. Tuttavia, ci sono diversi modi per giudicare rapidamente la qualità del design 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 relativi al posizionamento e alla connessione effettivi dei componenti per una determinata operazione sono molto limitate. Ciò significa che anche se il PCB è progettato meticolosamente implementando tutte le connessioni dei componenti del diagramma di principio di lavoro completo, è possibile che il prodotto finale non funzioni come previsto. Per controllare rapidamente la qualità del design del PCB, si prega di considerare quanto segue:

1. Traccia PCB

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

Durante il processo di revisione del design, controlla le tracce per confermare che non ci sono curve affilate e che si estendono in linea retta. Evita curve acute, perché alcune tracce ad alta frequenza o ad alta potenza possono causare problemi. Evitali del tutto perché sono il segnale finale della scarsa qualità del design.

2. Capacità di disaccoppiamento

Al fine di filtrare qualsiasi rumore ad alta frequenza che può influire negativamente sul chip, il condensatore di disaccoppiamento si trova molto vicino al perno di alimentazione. In generale, se il chip contiene più di un pin drenaggio a drenaggio (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 per essere disaccoppiato. Se non viene posizionato vicino al perno, l'effetto del condensatore di disaccoppiamento sarà notevolmente ridotto. Se il condensatore di disaccoppiamento non viene posizionato accanto ai pin sulla maggior parte dei microchip, ciò indica di nuovo che il design del PCB non è corretto.

3. La lunghezza della traccia del PCB è bilanciata

Al fine di effettuare segnali multipli hanno relazioni di temporizzazione accurate, la lunghezza della traccia del PCB deve essere abbinata nel design. La corrispondenza della lunghezza di traccia assicura che tutti i segnali raggiungano le loro destinazioni con lo stesso ritardo e aiutano a mantenere la relazione tra i bordi del segnale. È necessario accedere al diagramma schematico per sapere se qualsiasi insieme di linee di segnale richiede relazioni di temporizzazione precise. Queste tracce possono essere rintracciate per verificare se è stata applicata qualsiasi equalizzazione della lunghezza di traccia (altrimenti chiamata linee di ritardo). Nella maggior parte dei casi, queste linee di ritardo sembrano linee curve.

Vale la pena notare che il ritardo extra è causato da VIA nel percorso del segnale. Se VIAS non può essere evitato, è importante garantire che tutti i gruppi di traccia abbiano un numero uguale di VIA con relazioni di temporizzazione precise. In alternativa, il ritardo causato dalla 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 vicini l'uno all'altro quando si utilizzano gli induttori in un circuito. Se gli induttori vengono posizionati vicini l'uno all'altro, in particolare end-to-end, 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 a una certa distanza dall'oggetto metallico, altrimenti il ​​valore di induttanza può cambiare. Posizionando gli induttori perpendicolari tra loro, anche se gli induttori vengono posizionati vicini, si può ridurre l'accoppiamento reciproco inutile.

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

Deve esserci un'area dedicata sul PCB per il regolatore di commutazione a bordo e i suoi componenti correlati. Questa parte deve essere impostata il più possibile dalla parte che si occupa di piccoli segnali. Se l'alimentazione CA è direttamente collegata al PCB, deve esserci una parte separata sul lato CA del PCB. Se i componenti non sono separati in base alle raccomandazioni di cui sopra, la qualità del design del PCB sarà problematica.

5. Larghezza della traccia

Gli ingegneri dovrebbero fare ulteriore cura per determinare correttamente le dimensioni delle tracce che trasportano grandi correnti. Se le tracce che trasportano segnali in rapido cambiamento o segnali digitali sono paralleli a tracce che trasportano piccoli segnali analogici, possono sorgere problemi di raccolta del rumore. La traccia collegata all'induttore ha la capacità di fungere da antenna e può causare emissioni dannose in radiofrequenza. Per evitare questo, questi segni non dovrebbero essere più ampi.

6. Piano di terra e terreno

Se il PCB ha due parti, digitale e analogico e deve essere collegato in un solo punto comune (di solito il terminale di potenza negativo), il piano di terra deve essere separato. Ciò può aiutare a evitare l'impatto negativo della parte digitale sulla parte analogica causata dal picco di corrente di terra. La traccia di ritorno a terra del sotto circuito (se il PCB ha solo due strati) deve essere separata e quindi deve essere collegata al terminale di potenza negativa. Si consiglia vivamente di disporre di almeno quattro strati per PCB moderatamente complessi e sono necessari due strati interni per gli strati di potenza e terra.

Insomma

Per gli ingegneri, è molto importante disporre di conoscenze professionali sufficienti nella progettazione del PCB per giudicare la qualità di uno o un design dei dipendenti. Tuttavia, gli ingegneri senza conoscenza professionale possono visualizzare i metodi di cui sopra. Prima di passare alla prototipazione, soprattutto quando si progetta un prodotto di avvio, è sempre una buona idea avere sempre un esperto controllare la qualità del design del PCB.