Slecht ontworpen printplaten of PCB's zullen nooit voldoen aan de kwaliteit die vereist is voor commerciële productie. Het vermogen om de kwaliteit van PCB-ontwerp te beoordelen is erg belangrijk. Ervaring en kennis van PCB-ontwerp zijn vereist om een ​​volledige ontwerpbeoordeling uit te voeren. Er zijn echter verschillende manieren om snel de kwaliteit van het PCB-ontwerp te beoordelen.

Het schematische diagram kan voldoende zijn om de componenten van een bepaalde functie te illustreren en hoe ze met elkaar verbonden zijn. De informatie die de schema's verschaffen over de daadwerkelijke plaatsing en aansluiting van de componenten voor een bepaalde handeling is echter zeer beperkt. Dit betekent dat zelfs als de PCB is ontworpen door alle componentverbindingen van het volledige werkingsprincipediagram nauwgezet te implementeren, het mogelijk is dat het eindproduct niet werkt zoals verwacht. Houd rekening met het volgende om snel de kwaliteit van het PCB-ontwerp te controleren:

1. PCB-trace

De zichtbare sporen van de printplaat zijn bedekt met soldeerresist, wat de kopersporen helpt beschermen tegen kortsluiting en oxidatie. Er kunnen verschillende kleuren worden gebruikt, maar de meest gebruikte kleur is groen. Merk op dat het moeilijk is om sporen te zien vanwege de witte kleur van het soldeermasker. In veel gevallen kunnen we alleen de bovenste en onderste lagen zien. Wanneer de printplaat meer dan twee lagen heeft, zijn de binnenste lagen niet zichtbaar. Het is echter gemakkelijk om de kwaliteit van het ontwerp te beoordelen door alleen naar de buitenste lagen te kijken.

Controleer tijdens het ontwerpbeoordelingsproces de sporen om er zeker van te zijn dat er geen scherpe bochten zijn en dat ze zich allemaal in een rechte lijn uitstrekken. Vermijd scherpe bochten, omdat bepaalde hoogfrequente of hoogvermogensporen problemen kunnen veroorzaken. Vermijd ze helemaal omdat ze het laatste signaal zijn van een slechte ontwerpkwaliteit.

2. Ontkoppelcondensator

Om hoogfrequente ruis die een negatieve invloed op de chip kan hebben, uit te filteren, bevindt de ontkoppelcondensator zich zeer dicht bij de voedingspin. Als de chip meer dan één drain-to-drain (VDD)-pin bevat, heeft elke pin over het algemeen een ontkoppelcondensator nodig, soms zelfs meer.

De ontkoppelcondensator moet zeer dicht bij de te ontkoppelen pen worden geplaatst. Als deze niet dicht bij de pin wordt geplaatst, wordt het effect van de ontkoppelcondensator sterk verminderd. Als de ontkoppelcondensator bij de meeste microchips niet naast de pinnen is geplaatst, geeft dit opnieuw aan dat het PCB-ontwerp niet klopt.

3. De PCB-tracelengte is gebalanceerd

Om ervoor te zorgen dat meerdere signalen nauwkeurige timingrelaties hebben, moet de PCB-tracelengte in het ontwerp op elkaar worden afgestemd. Het matchen van traceerlengte zorgt ervoor dat alle signalen hun bestemming met dezelfde vertraging bereiken en helpt de relatie tussen signaalflanken te behouden. Het is noodzakelijk om toegang te krijgen tot het schematische diagram om te weten of een reeks signaallijnen nauwkeurige timingrelaties vereist. Deze sporen kunnen worden getraceerd om te controleren of er egalisatie van de spoorlengte is toegepast (ook wel vertragingslijnen genoemd). In de meeste gevallen zien deze vertragingslijnen eruit als gebogen lijnen.

Het is vermeldenswaard dat de extra vertraging wordt veroorzaakt door via's in het signaalpad. Als via's niet kunnen worden vermeden, is het belangrijk ervoor te zorgen dat alle traceergroepen een gelijk aantal via's hebben met nauwkeurige timingrelaties. Als alternatief kan de door de via veroorzaakte vertraging worden gecompenseerd door gebruik te maken van een vertragingslijn.

4. Plaatsing van componenten

Hoewel inductoren magnetische velden kunnen genereren, moeten ingenieurs ervoor zorgen dat ze niet dicht bij elkaar worden geplaatst wanneer ze inductoren in een circuit gebruiken. Als de inductoren dicht bij elkaar worden geplaatst, vooral van begin tot eind, ontstaat er een schadelijke koppeling tussen de inductoren. Door het magnetische veld dat door de inductor wordt gegenereerd, wordt er een elektrische stroom geïnduceerd in een groot metalen voorwerp. Daarom moeten ze op een bepaalde afstand van het metalen voorwerp worden geplaatst, anders kan de inductiewaarde veranderen. Door de inductoren loodrecht op elkaar te plaatsen, ook al zijn de inductoren dicht bij elkaar geplaatst, kan onnodige onderlinge koppeling worden verminderd.

Als de printplaat vermogensweerstanden of andere warmtegenererende componenten heeft, moet u rekening houden met het effect van warmte op andere componenten. Als er bijvoorbeeld temperatuurcompensatiecondensatoren of thermostaten in het circuit worden gebruikt, mogen deze niet in de buurt van vermogensweerstanden of andere componenten die warmte genereren worden geplaatst.

Er moet een speciaal gebied op de printplaat zijn voor de ingebouwde schakelregelaar en de bijbehorende componenten. Dit deel moet zo ver mogelijk worden geplaatst van het deel dat zich bezighoudt met kleine signalen. Als de AC-voeding rechtstreeks op de printplaat wordt aangesloten, moet er een apart onderdeel aan de AC-zijde van de printplaat aanwezig zijn. Als de componenten niet volgens de bovenstaande aanbevelingen worden gescheiden, zal de kwaliteit van het PCB-ontwerp problematisch zijn.

5. Spoorbreedte

Ingenieurs moeten extra voorzichtig zijn bij het correct bepalen van de grootte van sporen die grote stromen transporteren. Als sporen met snel veranderende signalen of digitale signalen parallel lopen aan sporen met kleine analoge signalen, kunnen er problemen optreden met het oppikken van ruis. Het spoor dat op de inductor is aangesloten, kan als antenne fungeren en kan schadelijke radiofrequentie-emissies veroorzaken. Om dit te voorkomen mogen deze markeringen niet breder zijn.

6. Grond en grondvlak

Als de printplaat uit twee delen bestaat, digitaal en analoog, en slechts op één gemeenschappelijk punt moet worden aangesloten (meestal de negatieve voedingsterminal), moet het aardvlak worden gescheiden. Dit kan helpen de negatieve impact van het digitale deel op het analoge deel, veroorzaakt door de aardstroompiek, te voorkomen. Het aardretourspoor van het subcircuit (als de printplaat slechts twee lagen heeft) moet worden gescheiden en vervolgens worden aangesloten op de negatieve voedingsterminal. Het wordt sterk aanbevolen om ten minste vier lagen te hebben voor redelijk complexe PCB's, en twee interne lagen zijn vereist voor de stroom- en aardlagen.

tot slot

Voor ingenieurs is het van groot belang om voldoende professionele kennis op het gebied van PCB-ontwerp te hebben om de kwaliteit van het ontwerp van één of één medewerker te kunnen beoordelen. Ingenieurs zonder professionele kennis kunnen bovenstaande methoden echter bekijken. Voordat u overgaat op prototyping, vooral bij het ontwerpen van een startup-product, is het altijd een goed idee om altijd een expert de kwaliteit van het PCB-ontwerp te laten controleren.