แผงวงจรพิมพ์หรือ PCB ที่ออกแบบมาไม่ดีจะไม่ตรงกับคุณภาพที่จำเป็นสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ ความสามารถในการตัดสินคุณภาพของการออกแบบ PCB เป็นสิ่งสำคัญมาก จำเป็นต้องมีประสบการณ์และความรู้เกี่ยวกับการออกแบบ PCB เพื่อทำการตรวจสอบการออกแบบที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตามมีหลายวิธีในการตัดสินคุณภาพของการออกแบบ PCB อย่างรวดเร็ว

แผนผังไดอะแกรมอาจเพียงพอที่จะแสดงส่วนประกอบของฟังก์ชั่นที่กำหนดและวิธีการเชื่อมต่อ อย่างไรก็ตามข้อมูลที่ได้รับจากแผนงานเกี่ยวกับตำแหน่งจริงและการเชื่อมต่อของส่วนประกอบสำหรับการดำเนินการที่กำหนดนั้นมี จำกัด มาก ซึ่งหมายความว่าแม้ว่า PCB ได้รับการออกแบบโดยการใช้การเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดอย่างพิถีพิถันของแผนภาพหลักการทำงานที่สมบูรณ์ แต่ก็เป็นไปได้ว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอาจไม่ทำงานตามที่คาดไว้ หากต้องการตรวจสอบคุณภาพของการออกแบบ PCB อย่างรวดเร็วโปรดพิจารณาสิ่งต่อไปนี้:

1. การติดตาม PCB

ร่องรอยที่มองเห็นได้ของ PCB นั้นถูกปกคลุมด้วยการต่อต้านการประสานซึ่งช่วยปกป้องร่องรอยทองแดงจากการลัดวงจรและการออกซิเดชั่น สามารถใช้สีที่แตกต่างกัน แต่สีที่ใช้กันมากที่สุดคือสีเขียว โปรดทราบว่าเป็นการยากที่จะเห็นร่องรอยเนื่องจากสีขาวของหน้ากากบัดกรี ในหลายกรณีเราสามารถเห็นชั้นบนและล่างเท่านั้น เมื่อ PCB มีมากกว่าสองเลเยอร์เลเยอร์ด้านในจะไม่ปรากฏให้เห็น อย่างไรก็ตามมันเป็นเรื่องง่ายที่จะตัดสินคุณภาพของการออกแบบเพียงแค่ดูชั้นนอก

ในระหว่างกระบวนการตรวจสอบการออกแบบตรวจสอบร่องรอยเพื่อยืนยันว่าไม่มีโค้งที่คมชัดและพวกเขาทั้งหมดขยายเป็นเส้นตรง หลีกเลี่ยงการโค้งงอที่คมชัดเนื่องจากร่องรอยความถี่สูงหรือกำลังสูงบางอย่างอาจทำให้เกิดปัญหา หลีกเลี่ยงพวกเขาโดยสิ้นเชิงเพราะเป็นสัญญาณสุดท้ายของคุณภาพการออกแบบที่ไม่ดี

2. ตัวเก็บประจุ decoupling

เพื่อที่จะกรองเสียงรบกวนความถี่สูงใด ๆ ที่อาจส่งผลเสียต่อชิปตัวเก็บประจุ decoupling จะอยู่ใกล้กับหมุดจ่ายไฟ โดยทั่วไปหากชิปมีพินท่อระบายน้ำไปยัง (VDD) มากกว่าหนึ่งพินแต่ละพินนั้นต้องการตัวเก็บประจุ decoupling บางครั้งก็มากขึ้น

ตัวเก็บประจุ decoupling ควรวางไว้ใกล้กับพินมาก หากไม่ได้อยู่ใกล้กับพินผลของตัวเก็บประจุ decoupling จะลดลงอย่างมาก หากตัวเก็บประจุ decoupling ไม่ได้อยู่ถัดจากหมุดบนไมโครชิปส่วนใหญ่สิ่งนี้จะบ่งชี้ว่าการออกแบบ PCB ไม่ถูกต้องอีกครั้ง

3. ความยาวการติดตาม PCB มีความสมดุล

เพื่อให้สัญญาณหลายสัญญาณมีความสัมพันธ์เวลาที่แม่นยำความยาวการติดตาม PCB จะต้องจับคู่ในการออกแบบ การจับคู่ความยาวของการติดตามทำให้มั่นใจได้ว่าสัญญาณทั้งหมดถึงจุดหมายปลายทางของพวกเขาด้วยความล่าช้าเดียวกันและช่วยรักษาความสัมพันธ์ระหว่างขอบสัญญาณ จำเป็นต้องเข้าถึงแผนภาพแผนผังเพื่อทราบว่าชุดสัญญาณใด ๆ ที่ต้องการความสัมพันธ์เวลาที่แม่นยำหรือไม่ ร่องรอยเหล่านี้สามารถติดตามได้เพื่อตรวจสอบว่ามีการใช้ความเท่าเทียมกันตามความยาวของร่องรอยหรือไม่ (มิฉะนั้นเรียกว่าเส้นหน่วงเวลา) ในกรณีส่วนใหญ่เส้นความล่าช้าเหล่านี้ดูเหมือนเส้นโค้ง

เป็นที่น่าสังเกตว่าการหน่วงเวลาพิเศษเกิดจาก Vias ในเส้นทางสัญญาณ หากไม่สามารถหลีกเลี่ยง Vias ได้เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ากลุ่มร่องรอยทั้งหมดมีจำนวน VIAS เท่ากันกับความสัมพันธ์เวลาที่แม่นยำ อีกทางเลือกหนึ่งความล่าช้าที่เกิดจาก VIA สามารถชดเชยได้โดยใช้สายหน่วง

4. การจัดวางส่วนประกอบ

แม้ว่าตัวเหนี่ยวนำจะมีความสามารถในการสร้างสนามแม่เหล็ก แต่วิศวกรควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขาไม่ได้อยู่ใกล้กันเมื่อใช้ตัวเหนี่ยวนำในวงจร หากตัวเหนี่ยวนำอยู่ใกล้กันโดยเฉพาะอย่างยิ่ง end-to-end มันจะสร้างการมีเพศสัมพันธ์ที่เป็นอันตรายระหว่างตัวเหนี่ยวนำ เนื่องจากสนามแม่เหล็กที่เกิดจากตัวเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดในวัตถุโลหะขนาดใหญ่ ดังนั้นพวกเขาจะต้องวางในระยะทางที่กำหนดจากวัตถุโลหะมิฉะนั้นค่าการเหนี่ยวนำอาจเปลี่ยนแปลง โดยการวางตัวเหนี่ยวนำตั้งฉากซึ่งกันและกันแม้ว่าตัวเหนี่ยวนำจะถูกวางไว้ใกล้กันการมีเพศสัมพันธ์ร่วมกันที่ไม่จำเป็นสามารถลดลงได้

หาก PCB มีตัวต้านทานพลังงานหรือส่วนประกอบที่สร้างความร้อนอื่น ๆ คุณต้องพิจารณาผลของความร้อนต่อส่วนประกอบอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นหากใช้ตัวเก็บประจุชดเชยอุณหภูมิหรือเทอร์โมสแตทในวงจรพวกเขาไม่ควรวางไว้ใกล้กับตัวต้านทานพลังงานหรือส่วนประกอบใด ๆ ที่สร้างความร้อน

จะต้องมีพื้นที่เฉพาะบน PCB สำหรับตัวควบคุมการสลับบนบอร์ดและส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง ส่วนนี้จะต้องตั้งค่าให้ไกลที่สุดจากส่วนที่จัดการกับสัญญาณขนาดเล็ก หากแหล่งจ่ายไฟ AC เชื่อมต่อโดยตรงกับ PCB จะต้องมีส่วนแยกต่างหากที่ด้าน AC ของ PCB หากส่วนประกอบไม่ได้แยกออกจากคำแนะนำข้างต้นคุณภาพของการออกแบบ PCB จะเป็นปัญหา

5. ความกว้างของการติดตาม

วิศวกรควรใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเพื่อกำหนดขนาดของร่องรอยที่มีกระแสน้ำขนาดใหญ่ หากร่องรอยที่มีสัญญาณการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วหรือสัญญาณดิจิตอลจะทำงานขนานกับร่องรอยที่มีสัญญาณอะนาล็อกขนาดเล็กปัญหาการรับสัญญาณรบกวนอาจเกิดขึ้น ร่องรอยที่เชื่อมต่อกับตัวเหนี่ยวนำมีความสามารถในการทำหน้าที่เป็นเสาอากาศและอาจทำให้เกิดการปล่อยคลื่นความถี่วิทยุที่เป็นอันตราย เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งนี้เครื่องหมายเหล่านี้ไม่ควรกว้างขึ้น

6. ระนาบพื้นและกราวด์

หาก PCB มีสองส่วนคือดิจิตอลและอะนาล็อกและจะต้องเชื่อมต่อที่จุดทั่วไปเพียงจุดเดียว (โดยปกติจะเป็นเทอร์มินัลพลังงานลบ) ระนาบพื้นจะต้องแยกออก สิ่งนี้สามารถช่วยหลีกเลี่ยงผลกระทบด้านลบของส่วนดิจิตอลในส่วนอะนาล็อกที่เกิดจากการขัดขวางปัจจุบันของพื้นดิน ร่องรอยการกลับมาของพื้นดินของวงจรย่อย (หาก PCB มีเพียงสองชั้น) จะต้องแยกออกจากกันและจากนั้นจะต้องเชื่อมต่อที่ขั้วพลังงานเชิงลบ ขอแนะนำอย่างยิ่งให้มีอย่างน้อยสี่ชั้นสำหรับ PCB ที่ซับซ้อนปานกลางและจำเป็นต้องใช้เลเยอร์ภายในสองชั้นสำหรับชั้นพลังงานและชั้นดิน

สรุปแล้ว

สำหรับวิศวกรมันเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องมีความรู้ระดับมืออาชีพเพียงพอในการออกแบบ PCB เพื่อตัดสินคุณภาพของการออกแบบพนักงานหนึ่งหรือหนึ่งคน อย่างไรก็ตามวิศวกรที่ไม่มีความรู้ระดับมืออาชีพสามารถดูวิธีการข้างต้นได้ ก่อนที่จะเปลี่ยนเป็นต้นแบบโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อออกแบบผลิตภัณฑ์เริ่มต้นคุณควรมีผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบคุณภาพของการออกแบบ PCB เสมอ