Źle zaprojektowane płytki drukowane lub PCB nigdy nie osiągną jakości wymaganej w produkcji komercyjnej. Umiejętność oceny jakości projektu PCB jest bardzo ważna. Do przeprowadzenia pełnego przeglądu projektu wymagane jest doświadczenie i wiedza na temat projektowania płytek PCB. Istnieje jednak kilka sposobów, aby szybko ocenić jakość projektu PCB.

Schemat ideowy może wystarczyć do zilustrowania elementów danej funkcji i sposobu ich połączenia. Jednak informacje dostarczane przez schematy dotyczące faktycznego rozmieszczenia i połączenia elementów dla danej operacji są bardzo ograniczone. Oznacza to, że nawet jeśli płytka PCB została zaprojektowana poprzez skrupulatne wykonanie wszystkich połączeń komponentów pełnego schematu działania, możliwe jest, że produkt końcowy może nie działać zgodnie z oczekiwaniami. Aby szybko sprawdzić jakość projektu PCB, rozważ następujące kwestie:

1. Ślad PCB

Widoczne ścieżki PCB są pokryte warstwą ochronną, która pomaga chronić miedziane ścieżki przed zwarciami i utlenianiem. Można stosować różne kolory, ale najczęściej używanym kolorem jest kolor zielony. Należy pamiętać, że ślady są trudne do zauważenia ze względu na biały kolor maski lutowniczej. W wielu przypadkach widzimy tylko górną i dolną warstwę. Gdy płytka drukowana ma więcej niż dwie warstwy, warstwy wewnętrzne nie są widoczne. Jednak łatwo jest ocenić jakość projektu, patrząc tylko na zewnętrzne warstwy.

Podczas przeglądu projektu sprawdź ścieżki, aby upewnić się, że nie ma ostrych zakrętów i że wszystkie rozciągają się w linii prostej. Unikaj ostrych zakrętów, ponieważ niektóre ścieżki o wysokiej częstotliwości lub dużej mocy mogą powodować problemy. Unikaj ich całkowicie, ponieważ są ostatecznym sygnałem złej jakości projektu.

2. Kondensator odsprzęgający

Aby odfiltrować wszelkie szumy o wysokiej częstotliwości, które mogą negatywnie wpłynąć na układ, kondensator odsprzęgający znajduje się bardzo blisko pinu zasilania. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli chip zawiera więcej niż jeden pin dren-dren (VDD), każdy taki pin wymaga kondensatora odsprzęgającego, a czasem nawet więcej.

Kondensator odsprzęgający powinien być umieszczony bardzo blisko pinu, który ma być odsprzęgnięty. Jeśli nie zostanie umieszczony blisko kołka, działanie kondensatora odsprzęgającego zostanie znacznie zmniejszone. Jeśli kondensator odsprzęgający nie jest umieszczony obok pinów większości mikrochipów, oznacza to ponownie, że projekt PCB jest nieprawidłowy.

3. Długość ścieżki PCB jest zrównoważona

Aby wiele sygnałów miało dokładne zależności czasowe, długość ścieżki PCB musi być dopasowana w projekcie. Dopasowanie długości ścieżki zapewnia, że ​​wszystkie sygnały docierają do miejsca docelowego z tym samym opóźnieniem i pomaga zachować relację pomiędzy krawędziami sygnału. Dostęp do schematu jest niezbędny, aby wiedzieć, czy dowolny zestaw linii sygnałowych wymaga precyzyjnych zależności czasowych. Ślady te można prześledzić w celu sprawdzenia, czy zastosowano jakiekolwiek wyrównanie długości śladów (inaczej zwane liniami opóźnienia). W większości przypadków te linie opóźnienia wyglądają jak linie zakrzywione.

Warto zauważyć, że dodatkowe opóźnienie jest spowodowane przelotkami w ścieżce sygnału. Jeśli nie da się uniknąć przelotek, ważne jest, aby upewnić się, że wszystkie grupy śledzenia mają taką samą liczbę przelotek z dokładnymi zależnościami czasowymi. Alternatywnie, opóźnienie spowodowane przez przelotkę można skompensować za pomocą linii opóźniającej.

4. Rozmieszczenie komponentów

Chociaż cewki indukcyjne mają zdolność generowania pól magnetycznych, inżynierowie powinni zadbać o to, aby nie były one umieszczane blisko siebie, jeśli cewki są używane w obwodzie. Jeśli cewki indukcyjne zostaną umieszczone blisko siebie, zwłaszcza od końca do końca, spowoduje to szkodliwe sprzężenie między cewkami. Ze względu na pole magnetyczne generowane przez cewkę indukcyjną, w dużym metalowym przedmiocie indukowany jest prąd elektryczny. Dlatego należy je umieścić w pewnej odległości od metalowego przedmiotu, w przeciwnym razie wartość indukcyjności może się zmienić. Umieszczając cewki indukcyjne prostopadle do siebie, nawet jeśli cewki są umieszczone blisko siebie, można zredukować niepotrzebne wzajemne sprzężenie.

Jeśli płytka drukowana ma rezystory mocy lub inne elementy wytwarzające ciepło, należy wziąć pod uwagę wpływ ciepła na inne elementy. Na przykład, jeśli w obwodzie zastosowano kondensatory kompensujące temperaturę lub termostaty, nie należy ich umieszczać w pobliżu rezystorów mocy lub jakichkolwiek elementów generujących ciepło.

Na płytce drukowanej musi znajdować się wydzielony obszar dla wbudowanego regulatora przełączającego i powiązanych z nim komponentów. Część tę należy ustawić jak najdalej od części zajmującej się małymi sygnałami. Jeśli zasilacz prądu przemiennego jest podłączony bezpośrednio do płytki drukowanej, po stronie prądu przemiennego płytki PCB musi znajdować się oddzielna część. Jeśli komponenty nie zostaną rozdzielone zgodnie z powyższymi zaleceniami, jakość projektu PCB będzie problematyczna.

5. Szerokość śladu

Inżynierowie powinni zachować szczególną ostrożność, aby prawidłowo określić rozmiar ścieżek przenoszących duże prądy. Jeśli ścieżki przenoszące szybko zmieniające się sygnały lub sygnały cyfrowe przebiegają równolegle do ścieżek przenoszących małe sygnały analogowe, mogą pojawić się problemy z wychwytywaniem szumów. Ścieżka podłączona do cewki indukcyjnej może działać jak antena i może powodować szkodliwe emisje o częstotliwości radiowej. Aby tego uniknąć, znaki te nie powinny być szersze.

6. Masa i płaszczyzna uziemienia

Jeśli płytka drukowana składa się z dwóch części, cyfrowej i analogowej, i musi być podłączona tylko w jednym wspólnym punkcie (zwykle ujemny zacisk zasilania), płaszczyzna uziemienia musi zostać oddzielona. Może to pomóc uniknąć negatywnego wpływu części cyfrowej na część analogową spowodowanego impulsem prądu doziemnego. Ścieżkę masy podobwodu (jeśli płytka ma tylko dwie warstwy) należy oddzielić i następnie podłączyć do ujemnego zacisku zasilania. Zdecydowanie zaleca się stosowanie co najmniej czterech warstw w przypadku średnio złożonych płytek PCB, a w przypadku warstw zasilania i uziemienia wymagane są dwie warstwy wewnętrzne.

podsumowując

Dla inżynierów bardzo ważne jest posiadanie wystarczającej wiedzy zawodowej w zakresie projektowania płytek PCB, aby móc ocenić jakość projektu jednego lub jednego pracownika. Jednakże inżynierowie bez wiedzy zawodowej mogą zapoznać się z powyższymi metodami. Przed przejściem do prototypowania, szczególnie przy projektowaniu produktu startowego, zawsze dobrze jest zlecić ekspertowi sprawdzenie jakości projektu PCB.