ცუდად შემუშავებული ბეჭდური მიკროსქემის დაფები ან PCB-ები არასოდეს დააკმაყოფილებს კომერციული წარმოებისთვის საჭირო ხარისხს. ძალიან მნიშვნელოვანია PCB დიზაინის ხარისხის შეფასების უნარი. სრული დიზაინის მიმოხილვის ჩასატარებლად საჭიროა PCB დიზაინის გამოცდილება და ცოდნა. თუმცა, არსებობს რამდენიმე გზა, რათა სწრაფად განვსაჯოთ PCB დიზაინის ხარისხი.

სქემატური დიაგრამა შეიძლება საკმარისი იყოს მოცემული ფუნქციის კომპონენტების და მათი დაკავშირების ილუსტრაციისთვის. თუმცა, სქემებით მოწოდებული ინფორმაცია მოცემული ოპერაციისთვის კომპონენტების რეალურ განლაგებასა და დაკავშირებასთან დაკავშირებით ძალიან შეზღუდულია. ეს ნიშნავს, რომ მაშინაც კი, თუ PCB დაპროექტებულია სრული სამუშაო პრინციპის სქემის ყველა კომპონენტის კავშირის ზედმიწევნით განხორციელებით, შესაძლებელია საბოლოო პროდუქტმა არ იმუშაოს ისე, როგორც მოსალოდნელია. PCB დიზაინის ხარისხის სწრაფად შესამოწმებლად, გთხოვთ, გაითვალისწინოთ შემდეგი:

1. PCB კვალი

PCB-ის თვალსაჩინო კვალი დაფარულია გამაგრილებელი რეზისტით, რაც ხელს უწყობს სპილენძის კვალის დაცვას მოკლე ჩართვისა და დაჟანგვისგან. სხვადასხვა ფერის გამოყენება შეიძლება, მაგრამ ყველაზე ხშირად გამოყენებული ფერია მწვანე. გაითვალისწინეთ, რომ გამაგრილებელი ნიღბის თეთრი ფერის გამო კვალი ძნელია. ხშირ შემთხვევაში, ჩვენ ვხედავთ მხოლოდ ზედა და ქვედა ფენებს. როდესაც PCB-ს აქვს ორზე მეტი ფენა, შიდა ფენები არ ჩანს. თუმცა, დიზაინის ხარისხის შეფასება ადვილია მხოლოდ გარე ფენების დათვალიერებით.

დიზაინის განხილვის პროცესში, შეამოწმეთ კვალი, რათა დაადასტუროთ, რომ არ არის მკვეთრი მოსახვევები და რომ ისინი ყველა სწორი ხაზით ვრცელდება. მოერიდეთ მკვეთრ მოსახვევებს, რადგან გარკვეულმა მაღალი სიხშირის ან მაღალი სიმძლავრის კვალმა შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები. მოერიდეთ მათ საერთოდ, რადგან ისინი ცუდი დიზაინის საბოლოო სიგნალია.

2. გამყოფი კონდენსატორი

ნებისმიერი მაღალი სიხშირის ხმაურის გაფილტვრისთვის, რომელიც შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს ჩიპზე, დაწყვილების კონდენსატორი მდებარეობს ელექტრომომარაგების პინთან ძალიან ახლოს. როგორც წესი, თუ ჩიპი შეიცავს ერთზე მეტ დრენაჟის დრენაჟის (VDD) პინს, თითოეულ ასეთ ქინძისთავს სჭირდება გამყოფი კონდენსატორი, ზოგჯერ უფრო მეტიც.

გამყოფი კონდენსატორი უნდა განთავსდეს გასასვლელი პინთან ძალიან ახლოს. თუ ის არ არის მოთავსებული პინთან ახლოს, გამყოფი კონდენსატორის ეფექტი მნიშვნელოვნად შემცირდება. თუ გამორთვის კონდენსატორი არ არის მოთავსებული უმეტეს მიკროჩიპების ქინძისთავების გვერდით, მაშინ ეს კვლავ მიუთითებს იმაზე, რომ PCB დიზაინი არასწორია.

3. PCB კვალის სიგრძე დაბალანსებულია

იმისთვის, რომ მრავალ სიგნალს ჰქონდეს ზუსტი დროითი ურთიერთობა, PCB კვალის სიგრძე უნდა შეესაბამებოდეს დიზაინს. კვალი სიგრძის შესატყვისი უზრუნველყოფს, რომ ყველა სიგნალი მიაღწიოს დანიშნულების ადგილს ერთნაირი დაგვიანებით და ეხმარება შეინარჩუნოს ურთიერთობა სიგნალის კიდეებს შორის. აუცილებელია სქემატურ დიაგრამაზე წვდომა იმის გასაგებად, მოითხოვს თუ არა სიგნალის ხაზების რომელიმე კომპლექტს ზუსტი დროის ურთიერთობა. ამ კვალის მიკვლევა შესაძლებელია იმის შესამოწმებლად, გამოყენებულია თუ არა რაიმე კვალის სიგრძის გათანაბრება (სხვაგვარად უწოდებენ დაყოვნების ხაზებს). უმეტეს შემთხვევაში, ეს დაყოვნების ხაზები ჰგავს მრუდე ხაზებს.

აღსანიშნავია, რომ დამატებითი შეფერხება გამოწვეულია სიგნალის ბილიკზე გავლებით. თუ ვიზების თავიდან აცილება შეუძლებელია, მნიშვნელოვანია იმის უზრუნველყოფა, რომ ყველა კვალიფიკაციის ჯგუფს ჰქონდეს ვიზების თანაბარი რაოდენობა ზუსტი დროის მიმართებით. ალტერნატიულად, via-ით გამოწვეული შეფერხება შეიძლება ანაზღაურდეს დაყოვნების ხაზის გამოყენებით.

4. კომპონენტის განთავსება

მიუხედავად იმისა, რომ ინდუქტორებს აქვთ მაგნიტური ველების წარმოქმნის უნარი, ინჟინრებმა უნდა უზრუნველყონ, რომ ისინი ერთმანეთთან ახლოს არ იყოს განლაგებული წრეში ინდუქტორების გამოყენებისას. თუ ინდუქტორები ერთმანეთთან ახლოს არის განთავსებული, განსაკუთრებით ბოლოდან ბოლომდე, ეს შექმნის მავნე შეერთებას ინდუქტორებს შორის. ინდუქტორის მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველის გამო, ელექტრული დენი წარმოიქმნება დიდ მეტალის ობიექტში. ამიტომ, ისინი უნდა განთავსდეს ლითონის ობიექტიდან გარკვეულ მანძილზე, წინააღმდეგ შემთხვევაში შეიძლება შეიცვალოს ინდუქციური მნიშვნელობა. ინდუქტორების ერთმანეთზე პერპენდიკულარულად განთავსებით, მაშინაც კი, თუ ინდუქტორები ერთმანეთთან ახლოს არის განთავსებული, შეიძლება შემცირდეს არასაჭირო ურთიერთდაკავშირება.

თუ PCB-ს აქვს დენის რეზისტორები ან ნებისმიერი სხვა სითბოს წარმომქმნელი კომპონენტი, თქვენ უნდა გაითვალისწინოთ სითბოს გავლენა სხვა კომპონენტებზე. მაგალითად, თუ მიკროსქემში გამოიყენება ტემპერატურის კომპენსაციის კონდენსატორები ან თერმოსტატები, ისინი არ უნდა განთავსდეს დენის რეზისტორებთან ან ნებისმიერ კომპონენტთან, რომელიც გამოიმუშავებს სითბოს.

PCB-ზე უნდა იყოს გამოყოფილი ადგილი ბორტ გადართვის რეგულატორისა და მასთან დაკავშირებული კომპონენტებისთვის. ეს ნაწილი მაქსიმალურად შორს უნდა იყოს დაყენებული იმ ნაწილისგან, რომელიც ეხება მცირე სიგნალებს. თუ AC კვების წყარო პირდაპირ არის დაკავშირებული PCB-სთან, PCB-ის AC მხარეს უნდა იყოს ცალკე ნაწილი. თუ კომპონენტები არ არის გამიჯნული ზემოაღნიშნული რეკომენდაციების მიხედვით, PCB დიზაინის ხარისხი პრობლემატური იქნება.

5. კვალის სიგანე

ინჟინრებმა განსაკუთრებული სიფრთხილე უნდა გამოიჩინონ, რათა სწორად განსაზღვრონ დიდი დენების მატარებელი კვალის ზომა. თუ კვალი, რომელიც ატარებს სწრაფად ცვალებად სიგნალებს ან ციფრულ სიგნალებს, გადის მცირე ანალოგური სიგნალების მატარებელ კვალთან, შეიძლება წარმოიშვას ხმაურის ამოღების პრობლემები. ინდუქტორთან დაკავშირებულ კვალს აქვს ანტენის ფუნქცია და შეიძლება გამოიწვიოს მავნე რადიოსიხშირული ემისიები. ამის თავიდან ასაცილებლად, ეს ნიშნები არ უნდა იყოს უფრო ფართო.

6. სახმელეთო და სახმელეთო თვითმფრინავი

თუ PCB-ს აქვს ორი ნაწილი, ციფრული და ანალოგური, და უნდა იყოს დაკავშირებული მხოლოდ ერთ საერთო წერტილზე (ჩვეულებრივ, უარყოფითი ენერგიის ტერმინალზე), დამიწის სიბრტყე უნდა იყოს გამოყოფილი. ეს დაგეხმარებათ თავიდან აიცილოთ ციფრული ნაწილის ნეგატიური ზემოქმედება ანალოგურ ნაწილზე, რომელიც გამოწვეულია გრუნტის დენის ნაკადით. ქვესქემის მიწაზე დაბრუნების კვალი (თუ PCB-ს მხოლოდ ორი ფენა აქვს) უნდა განცალკევდეს, შემდეგ კი ის უნდა იყოს მიერთებული უარყოფითი დენის ტერმინალზე. მკაცრად რეკომენდირებულია მინიმუმ ოთხი ფენა ზომიერად რთული PCB-ებისთვის, ხოლო ორი შიდა ფენა საჭიროა დენისა და მიწის ფენებისთვის.

დასკვნის სახით

ინჟინრებისთვის ძალიან მნიშვნელოვანია საკმარისი პროფესიული ცოდნა PCB-ის დიზაინში, რათა განსაჯონ ერთი ან ერთი თანამშრომლის დიზაინის ხარისხი. თუმცა, ინჟინრებს პროფესიული ცოდნის გარეშე შეუძლიათ ზემოაღნიშნული მეთოდების ნახვა. პროტოტიპზე გადასვლამდე, განსაკუთრებით სტარტაპ პროდუქტის შემუშავებისას, ყოველთვის კარგი იდეაა, ყოველთვის გქონდეთ ექსპერტი, შეამოწმოს PCB დიზაინის ხარისხი.