Placas de circuito impresso ou PCBs mal projetadas nunca atenderão à qualidade exigida para produção comercial. A capacidade de julgar a qualidade do design do PCB é muito importante. Experiência e conhecimento em design de PCB são necessários para conduzir uma revisão completa do projeto. No entanto, existem várias maneiras de avaliar rapidamente a qualidade do design da PCB.

O diagrama esquemático pode ser suficiente para ilustrar os componentes de uma determinada função e como eles estão conectados. No entanto, a informação fornecida pelos esquemas relativamente à colocação e ligação reais dos componentes para uma determinada operação é muito limitada. Isso significa que mesmo que o PCB seja projetado implementando meticulosamente todas as conexões dos componentes do diagrama completo do princípio de funcionamento, é possível que o produto final não funcione conforme o esperado. Para verificar rapidamente a qualidade do design da PCB, considere o seguinte:

1. Rastreamento de PCB

Os vestígios visíveis do PCB são cobertos com resistência de solda, o que ajuda a proteger os vestígios de cobre contra curto-circuitos e oxidação. Diferentes cores podem ser usadas, mas a cor mais comumente usada é o verde. Observe que é difícil ver vestígios devido à cor branca da máscara de solda. Em muitos casos, só podemos ver as camadas superior e inferior. Quando o PCB tem mais de duas camadas, as camadas internas não são visíveis. No entanto, é fácil avaliar a qualidade do design apenas olhando para as camadas externas.

Durante o processo de revisão do projeto, verifique os traços para confirmar se não há curvas acentuadas e se todos se estendem em linha reta. Evite curvas acentuadas, pois certos traços de alta frequência ou alta potência podem causar problemas. Evite-os completamente porque são o sinal final de baixa qualidade de design.

2. Capacitor de desacoplamento

Para filtrar qualquer ruído de alta frequência que possa afetar negativamente o chip, o capacitor de desacoplamento está localizado bem próximo ao pino da fonte de alimentação. Geralmente, se o chip contiver mais de um pino dreno a dreno (VDD), cada pino precisará de um capacitor de desacoplamento, às vezes até mais.

O capacitor de desacoplamento deve ser colocado bem próximo ao pino a ser desacoplado. Se não for colocado próximo ao pino, o efeito do capacitor de desacoplamento será bastante reduzido. Se o capacitor de desacoplamento não for colocado próximo aos pinos na maioria dos microchips, isso indica novamente que o design da PCB está incorreto.

3. O comprimento do traço do PCB é balanceado

Para fazer com que vários sinais tenham relações de tempo precisas, o comprimento do traço da PCB deve ser compatível no projeto. A correspondência de comprimento de rastreamento garante que todos os sinais cheguem aos seus destinos com o mesmo atraso e ajuda a manter o relacionamento entre as bordas do sinal. É necessário acessar o diagrama esquemático para saber se algum conjunto de linhas de sinal requer relações de temporização precisas. Esses traços podem ser rastreados para verificar se alguma equalização de comprimento de traço foi aplicada (também chamadas de linhas de atraso). Na maioria dos casos, essas linhas de atraso parecem linhas curvas.

Vale a pena notar que o atraso extra é causado por vias no caminho do sinal. Se as vias não puderem ser evitadas, é importante garantir que todos os grupos de rastreamento tenham um número igual de vias com relações de temporização precisas. Alternativamente, o atraso causado pela via pode ser compensado usando uma linha de atraso.

4. Colocação de componentes

Embora os indutores tenham a capacidade de gerar campos magnéticos, os engenheiros devem garantir que eles não sejam colocados próximos uns dos outros ao usar indutores em um circuito. Se os indutores forem colocados próximos uns dos outros, especialmente de ponta a ponta, isso criará um acoplamento prejudicial entre os indutores. Devido ao campo magnético gerado pelo indutor, uma corrente elétrica é induzida em um grande objeto metálico. Portanto, eles devem ser colocados a uma certa distância do objeto metálico, caso contrário o valor da indutância pode mudar. Ao colocar os indutores perpendiculares entre si, mesmo que os indutores sejam colocados próximos uns dos outros, o acoplamento mútuo desnecessário pode ser reduzido.

Se a PCB tiver resistores de potência ou qualquer outro componente gerador de calor, será necessário considerar o efeito do calor em outros componentes. Por exemplo, se capacitores ou termostatos de compensação de temperatura forem usados ​​no circuito, eles não deverão ser colocados perto de resistores de potência ou de quaisquer componentes que gerem calor.

Deve haver uma área dedicada na PCB para o regulador de comutação integrado e seus componentes relacionados. Esta parte deve ser colocada o mais longe possível da parte que lida com pequenos sinais. Se a fonte de alimentação CA estiver diretamente conectada à PCB, deve haver uma peça separada no lado CA da PCB. Se os componentes não forem separados de acordo com as recomendações acima, a qualidade do design da PCB será problemática.

5. Largura do traço

Os engenheiros devem tomar cuidado extra para determinar adequadamente o tamanho dos traços que transportam grandes correntes. Se os traços que transportam sinais que mudam rapidamente ou sinais digitais correm paralelos aos traços que transportam pequenos sinais analógicos, podem surgir problemas de captação de ruído. O traço conectado ao indutor tem a capacidade de atuar como uma antena e pode causar emissões nocivas de radiofrequência. Para evitar isto, estas marcas não devem ser mais largas.

6. Terra e plano de terra

Se a PCB tiver duas partes, digital e analógica, e precisar ser conectada em apenas um ponto comum (geralmente o terminal negativo de alimentação), o plano de aterramento deverá ser separado. Isto pode ajudar a evitar o impacto negativo da parte digital na parte analógica causado pelo pico de corrente de terra. O traço de retorno à terra do subcircuito (se o PCB tiver apenas duas camadas) precisa ser separado e, em seguida, conectado ao terminal de alimentação negativo. É altamente recomendável ter pelo menos quatro camadas para PCBs moderadamente complexos, e duas camadas internas são necessárias para as camadas de energia e de aterramento.

para concluir

Para engenheiros, é muito importante ter conhecimento profissional suficiente em design de PCB para julgar a qualidade do projeto de um ou de um funcionário. No entanto, engenheiros sem conhecimento profissional podem visualizar os métodos acima. Antes de fazer a transição para a prototipagem, especialmente ao projetar um produto inicial, é sempre uma boa ideia ter sempre um especialista para verificar a qualidade do design da PCB.