Dåligt designade kretskort eller PCB kommer aldrig att uppfylla den kvalitet som krävs för kommersiell produktion. Förmågan att bedöma kvaliteten på PCB-design är mycket viktig. Erfarenhet och kunskap om PCB-design krävs för att genomföra en fullständig designgranskning. Det finns dock flera sätt att snabbt bedöma kvaliteten på PCB-designen.

Det schematiska diagrammet kan vara tillräckligt för att illustrera komponenterna i en given funktion och hur de hänger ihop. Den information som ges av schemat om den faktiska placeringen och anslutningen av komponenterna för en given operation är dock mycket begränsad. Detta innebär att även om kretskortet är designat genom att noggrant implementera alla komponentanslutningar i det kompletta arbetsprincipdiagrammet, är det möjligt att slutprodukten kanske inte fungerar som förväntat. För att snabbt kontrollera kvaliteten på PCB-designen, tänk på följande:

1. PCB-spår

De synliga spåren av PCB är täckta med lödresist, vilket hjälper till att skydda kopparspår från kortslutning och oxidation. Olika färger kan användas, men den vanligaste färgen är grön. Observera att det är svårt att se spår på grund av den vita färgen på lödmasken. I många fall kan vi bara se de övre och nedre lagren. När kretskortet har fler än två lager är de inre lagren inte synliga. Det är dock lätt att bedöma kvaliteten på designen bara genom att titta på de yttre lagren.

Under designgranskningen, kontrollera spåren för att bekräfta att det inte finns några skarpa böjar och att de alla sträcker sig i en rak linje. Undvik skarpa kurvor, eftersom vissa högfrekventa eller högeffektsspår kan orsaka problem. Undvik dem helt eftersom de är den slutliga signalen om dålig designkvalitet.

2. Frånkopplingskondensator

För att filtrera bort eventuellt högfrekvent brus som kan påverka chippet negativt, är frånkopplingskondensatorn placerad mycket nära strömförsörjningsstiftet. I allmänhet, om chipet innehåller mer än en drain-to-drain (VDD)-stift, behöver varje sådant stift en frånkopplingskondensator, ibland till och med mer.

Frånkopplingskondensatorn bör placeras mycket nära stiftet som ska kopplas bort. Om den inte placeras nära stiftet kommer effekten av frånkopplingskondensatorn att minska kraftigt. Om avkopplingskondensatorn inte är placerad bredvid stiften på de flesta mikrochips, indikerar detta återigen att PCB-designen är felaktig.

3. PCB-spårlängden är balanserad

För att få flera signaler att ha exakta tidsförhållanden måste kretskortets spårlängd matchas i designen. Spårlängdsmatchning säkerställer att alla signaler når sina destinationer med samma fördröjning och hjälper till att upprätthålla förhållandet mellan signalkanterna. Det är nödvändigt att komma åt det schematiska diagrammet för att veta om någon uppsättning signallinjer kräver exakta tidsförhållande. Dessa spår kan spåras för att kontrollera om någon spårlängdsutjämning har tillämpats (kallas annars fördröjningslinjer). I de flesta fall ser dessa fördröjningslinjer ut som krökta linjer.

Det är värt att notera att den extra fördröjningen orsakas av vias i signalvägen. Om vias inte kan undvikas är det viktigt att se till att alla spårgrupper har lika många vias med exakta tidsförhållande. Alternativt kan fördröjningen som orsakas av via kompenseras genom att använda en fördröjningslinje.

4. Komponentplacering

Även om induktorer har förmågan att generera magnetiska fält, bör ingenjörer se till att de inte placeras nära varandra när de använder induktorer i en krets. Om induktorerna placeras nära varandra, speciellt ände till ände, kommer det att skapa skadlig koppling mellan induktorerna. På grund av magnetfältet som genereras av induktorn, induceras en elektrisk ström i ett stort metallföremål. Därför måste de placeras på ett visst avstånd från metallföremålet, annars kan induktansvärdet ändras. Genom att placera induktorerna vinkelrätt mot varandra, även om induktorerna är placerade nära varandra, kan onödig inbördes koppling minskas.

Om kretskortet har effektmotstånd eller andra värmealstrande komponenter, måste du överväga effekten av värme på andra komponenter. Till exempel, om temperaturkompensationskondensatorer eller termostater används i kretsen, bör de inte placeras nära effektmotstånd eller några komponenter som genererar värme.

Det måste finnas ett dedikerat område på PCB:n för den inbyggda omkopplingsregulatorn och dess relaterade komponenter. Denna del måste ställas in så långt som möjligt från delen som hanterar små signaler. Om strömförsörjningen är direkt ansluten till kretskortet måste det finnas en separat del på kretskortets växelströmssida. Om komponenterna inte separeras enligt ovanstående rekommendationer kommer kvaliteten på PCB-designen att vara problematisk.

5. Spårbredd

Ingenjörer bör vara extra noga med att korrekt bestämma storleken på spår som bär stora strömmar. Om spår som bär snabbt föränderliga signaler eller digitala signaler löper parallellt med spår som bär små analoga signaler, kan brusupptagningsproblem uppstå. Spåret som är anslutet till induktorn har förmågan att fungera som en antenn och kan orsaka skadliga radiofrekvensemissioner. För att undvika detta bör dessa märken inte vara bredare.

6. Jord- och jordplan

Om kretskortet har två delar, digitalt och analogt, och måste anslutas till endast en gemensam punkt (vanligtvis den negativa strömterminalen), måste jordplanet separeras. Detta kan hjälpa till att undvika negativ påverkan av den digitala delen på den analoga delen som orsakas av jordströmspiken. Jordreturspåret för underkretsen (om kretskortet bara har två lager) måste separeras och sedan måste det anslutas till den negativa strömuttaget. Det rekommenderas starkt att ha minst fyra lager för måttligt komplexa PCB, och två inre lager krävs för kraft- och jordlagren.

avslutningsvis

För ingenjörer är det mycket viktigt att ha tillräckliga yrkeskunskaper inom PCB-design för att bedöma kvaliteten på en eller en anställds design. Men ingenjörer utan yrkeskunskap kan se ovanstående metoder. Innan du går över till prototypframställning, särskilt när du designar en startprodukt, är det alltid en bra idé att alltid låta en expert kontrollera kvaliteten på PCB-designen.