Plăcile de circuite imprimate sau PCB-urile proiectate prost nu vor atinge niciodată calitatea necesară pentru producția comercială. Abilitatea de a judeca calitatea designului PCB este foarte importantă. Sunt necesare experiență și cunoștințe despre proiectarea PCB pentru a efectua o revizuire completă a designului. Cu toate acestea, există mai multe moduri de a aprecia rapid calitatea designului PCB.

Diagrama schematică poate fi suficientă pentru a ilustra componentele unei anumite funcții și modul în care acestea sunt conectate. Cu toate acestea, informațiile furnizate de scheme cu privire la amplasarea efectivă și conectarea componentelor pentru o anumită operațiune sunt foarte limitate. Aceasta înseamnă că, chiar dacă PCB-ul este proiectat prin implementarea meticuloasă a tuturor conexiunilor componente ale diagramei complete a principiului de funcționare, este posibil ca produsul final să nu funcționeze conform așteptărilor. Pentru a verifica rapid calitatea designului PCB, vă rugăm să luați în considerare următoarele:

1. Urmă PCB

Urmele vizibile ale PCB-ului sunt acoperite cu rezistență de lipire, ceea ce ajută la protejarea urmelor de cupru de scurtcircuite și oxidare. Pot fi folosite diferite culori, dar cea mai des folosită culoare este verde. Rețineți că este dificil să vedeți urme din cauza culorii albe a măștii de lipit. În multe cazuri, putem vedea doar straturile de sus și de jos. Când PCB are mai mult de două straturi, straturile interioare nu sunt vizibile. Cu toate acestea, este ușor să judeci calitatea designului doar privind straturile exterioare.

În timpul procesului de revizuire a designului, verificați urmele pentru a confirma că nu există curbe ascuțite și că toate se extind în linie dreaptă. Evitați curbele ascuțite, deoarece anumite urme de înaltă frecvență sau de mare putere pot cauza probleme. Evitați-le cu totul, deoarece sunt semnalul final al calității proaste a designului.

2. Condensator de decuplare

Pentru a filtra orice zgomot de înaltă frecvență care poate afecta negativ cipul, condensatorul de decuplare este situat foarte aproape de pinul sursei de alimentare. În general, dacă cipul conține mai mult de un pin dren-to-drain (VDD), fiecare astfel de pin are nevoie de un condensator de decuplare, uneori chiar mai mult.

Condensatorul de decuplare trebuie plasat foarte aproape de pinul de decuplat. Dacă nu este plasat aproape de pin, efectul condensatorului de decuplare va fi mult redus. Dacă condensatorul de decuplare nu este plasat lângă pini pe majoritatea microcipurilor, atunci acest lucru indică din nou că designul PCB este incorect.

3. Lungimea urmelor PCB este echilibrată

Pentru ca semnalele multiple să aibă relații de sincronizare precise, lungimea urmelor PCB trebuie să fie potrivită în proiectare. Potrivirea lungimii urmelor asigură că toate semnalele ajung la destinație cu aceeași întârziere și ajută la menținerea relației dintre marginile semnalului. Este necesar să accesați diagrama schematică pentru a ști dacă orice set de linii de semnal necesită relații de timp precise. Aceste urme pot fi urmărite pentru a verifica dacă a fost aplicată vreo egalizare a lungimii urmei (denumite altfel linii de întârziere). În cele mai multe cazuri, aceste linii de întârziere arată ca linii curbe.

Este de remarcat faptul că întârzierea suplimentară este cauzată de vias în calea semnalului. Dacă vias-urile nu pot fi evitate, este important să vă asigurați că toate grupurile de urme au un număr egal de vias cu relații de timp precise. Alternativ, întârzierea cauzată de via poate fi compensată prin utilizarea unei linii de întârziere.

4. Amplasarea componentelor

Deși inductorii au capacitatea de a genera câmpuri magnetice, inginerii ar trebui să se asigure că nu sunt plasați aproape unul de celălalt atunci când folosesc inductori într-un circuit. Dacă inductorii sunt plasați aproape unul de celălalt, în special de la capăt la capăt, se va crea o cuplare dăunătoare între inductori. Datorită câmpului magnetic generat de inductor, un curent electric este indus într-un obiect metalic mare. Prin urmare, acestea trebuie plasate la o anumită distanță de obiectul metalic, altfel valoarea inductanței se poate modifica. Prin plasarea inductorilor perpendicular unul pe celălalt, chiar dacă inductoarele sunt plasate aproape unul de altul, cuplarea reciprocă inutilă poate fi redusă.

Dacă PCB-ul are rezistențe de putere sau orice alte componente generatoare de căldură, trebuie să luați în considerare efectul căldurii asupra altor componente. De exemplu, dacă în circuit sunt utilizate condensatoare sau termostate de compensare a temperaturii, acestea nu trebuie plasate în apropierea rezistențelor de putere sau a oricăror componente care generează căldură.

Trebuie să existe o zonă dedicată pe PCB pentru regulatorul de comutare de la bord și componentele aferente acestuia. Această parte trebuie să fie setată cât mai departe posibil de partea care se ocupă cu semnale mici. Dacă sursa de alimentare CA este conectată direct la PCB, trebuie să existe o parte separată pe partea CA a PCB-ului. Dacă componentele nu sunt separate conform recomandărilor de mai sus, calitatea designului PCB va fi problematică.

5. Lățimea urmei

Inginerii ar trebui să aibă grijă deosebită pentru a determina în mod corespunzător dimensiunea urmelor care transportă curenți mari. Dacă urme care transportă semnale care se schimbă rapid sau semnale digitale rulează paralel cu urmele care transportă semnale analogice mici, pot apărea probleme de captare a zgomotului. Urma conectată la inductor are capacitatea de a acționa ca o antenă și poate provoca emisii dăunătoare de frecvență radio. Pentru a evita acest lucru, aceste semne nu ar trebui să fie mai largi.

6. Solul și planul de sol

Dacă PCB are două părți, digitală și analogică și trebuie conectată la un singur punct comun (de obicei terminalul negativ al puterii), planul de masă trebuie separat. Acest lucru poate ajuta la evitarea impactului negativ al părții digitale asupra părții analogice cauzat de vârful curentului de masă. Urma de întoarcere la masă a subcircuitului (dacă PCB are doar două straturi) trebuie separată și apoi trebuie conectată la borna negativă de putere. Este recomandat să aveți cel puțin patru straturi pentru PCB-uri cu complexitate moderată și sunt necesare două straturi interne pentru straturile de putere și de masă.

în concluzie

Pentru ingineri, este foarte important să aibă suficiente cunoștințe profesionale în proiectarea PCB pentru a judeca calitatea designului unuia sau unui angajat. Cu toate acestea, inginerii fără cunoștințe profesionale pot vizualiza metodele de mai sus. Înainte de a trece la prototip, în special atunci când proiectați un produs de pornire, este întotdeauna o idee bună să aveți întotdeauna un expert să verifice calitatea designului PCB.