การออกแบบ PCB ใด ๆ นั้นเป็นสิ่งที่ท้าทายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออุปกรณ์มีขนาดเล็กลงและเล็กลง การออกแบบ PCB ปัจจุบันมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้นเนื่องจากมีอุปสรรคเดียวกันทั้งหมดและต้องใช้ชุดปัจจัยพิเศษเพิ่มเติมที่ต้องพิจารณา
ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าความต้องการอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานสูงมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นเพื่อให้ได้อัตราการเติบโตสองหลักต่อปีสำหรับ IoT อุตสาหกรรมภายในปี 2573 ต่อไปนี้เป็นเจ็ดขั้นตอนในการออกแบบ PCB ให้เหมาะสมที่สุดในอิเล็กทรอนิกส์ปัจจุบันสำหรับแนวโน้มนี้

1. มีขนาดสายเคเบิลที่เพียงพอ
ขนาดเส้นเป็นหนึ่งในข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญที่สุดสำหรับ PCB ปัจจุบัน การเดินสายทองแดงมีแนวโน้มที่จะย่อขนาดเล็กสำหรับการออกแบบที่กะทัดรัดมากขึ้น แต่สิ่งนี้ไม่ได้ทำงานที่กระแสที่สูงขึ้น ส่วนตัดขวางขนาดเล็กสามารถนำไปสู่การสูญเสียพลังงานผ่านการกระจายความร้อนดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีขนาดแทร็กขนาดใหญ่ที่เหมาะสม
คุณสามารถเปลี่ยนพื้นที่ตัดขวางของลวดได้โดยการปรับสองปัจจัย: ความกว้างของลวดและความหนาของทองแดง การปรับสมดุลทั้งสองนี้เป็นกุญแจสำคัญในการลดการใช้พลังงานและรักษาขนาด PCB ในอุดมคติ
ใช้เครื่องคิดเลขความกว้างของสาย PCB เพื่อเรียนรู้ความกว้างและความหนาที่รองรับประเภทของกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ของคุณ เมื่อใช้เครื่องมือเหล่านี้ระวังการออกแบบขนาดการเดินสายเพื่อรองรับกระแสที่สูงกว่าที่คุณต้องการ

2. คิดใหม่
เค้าโครงส่วนประกอบเป็นอีกหนึ่งการพิจารณาที่สำคัญในการออกแบบ PCB ปัจจุบัน MOSFETS และส่วนประกอบที่คล้ายกันสร้างความร้อนจำนวนมากดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำให้พวกเขาแยกได้จากจุดที่ไวต่ออุณหภูมิหรืออุณหภูมิอื่น ๆ ให้มากที่สุด นี่ไม่ใช่เรื่องง่ายเสมอไปเมื่อต้องรับมือกับปัจจัยที่ลดลง
ควรเก็บแอมพลิฟายเออร์และตัวแปลงในระยะทางที่เหมาะสมจาก MOSFETs และองค์ประกอบความร้อนอื่น ๆ ในขณะที่มันอาจจะดึงดูดให้รักษาเขตพลังงานสูงที่ขอบ แต่สิ่งนี้ไม่อนุญาตให้มีการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ แต่จะถูกวางเป็นเส้นตรงข้ามกระดานเพื่อรักษาพลังงานซึ่งทำให้ความร้อนยิ่งขึ้น
โดยการเข้าใกล้พื้นที่ที่มีอิทธิพลมากที่สุดก่อนจะง่ายต่อการกำหนดองค์ประกอบในอุดมคติ ก่อนอื่นให้กำหนดตำแหน่งที่เหมาะสำหรับส่วนประกอบอุณหภูมิสูง เมื่อคุณรู้ว่าจะวางไว้ที่ไหนคุณสามารถใช้ส่วนที่เหลือเพื่อเติมเต็มช่องว่าง

3. เพิ่มการจัดการการกระจายความร้อน
ในทำนองเดียวกัน PCB ที่สูงในปัจจุบันยังต้องการการจัดการความร้อนอย่างระมัดระวัง สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่หมายถึงการรักษาอุณหภูมิภายในต่ำกว่า 130 องศาเซลเซียสสำหรับอุณหภูมิการเปลี่ยนแก้วของลามิเนต FR4 การเพิ่มประสิทธิภาพการจัดวางส่วนประกอบจะช่วยได้ แต่ขั้นตอนการลดความร้อนของคุณจะต้องหยุดอยู่แค่นั้น
การระบายความร้อนจากการพาความร้อนตามธรรมชาติอาจเพียงพอสำหรับ PCB ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก แต่อาจไม่เพียงพอสำหรับการใช้พลังงานที่สูงขึ้น อาจจำเป็นต้องใช้หม้อน้ำเชิงกล การระบายความร้อนที่ใช้งานเช่นพัดลมหรือระบบระบายความร้อนของเหลวรอบ ๆ MOSFETs ก็ช่วยได้เช่นกัน อย่างไรก็ตามการออกแบบอุปกรณ์บางอย่างอาจไม่ใหญ่พอที่จะรองรับหม้อน้ำแบบดั้งเดิมหรือการระบายความร้อนที่ใช้งานอยู่
สำหรับ PCB ที่มีขนาดเล็ก แต่มีประสิทธิภาพสูงการกระจายความร้อนผ่านรูเป็นทางเลือกที่มีประโยชน์ โลหะนำไฟฟ้าสูงที่มีชุดของรูที่เทจะกำจัดความร้อนจาก mosfets หรือส่วนประกอบที่คล้ายกันก่อนที่จะถึงพื้นที่ที่มีความอ่อนไหวมากขึ้น

4. ใช้วัสดุที่เหมาะสม
การเลือกวัสดุจะเป็นประโยชน์อย่างมากเมื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการความร้อนและทำให้มั่นใจว่าส่วนประกอบสามารถทนต่อกระแสที่สูงขึ้นได้ สิ่งนี้ใช้กับส่วนประกอบ PCB และพื้นผิว
แม้ว่า FR4 จะเป็นสารตั้งต้นที่พบมากที่สุด แต่ก็ไม่ได้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการออกแบบ PCB ปัจจุบัน PCBs โลหะคอร์อาจเหมาะอย่างยิ่งเนื่องจากมีความสมดุลของฉนวนและความคุ้มค่าของพื้นผิวเช่น FR4 ที่มีความแข็งแรงและอุณหภูมิการกระจัดของโลหะนำไฟฟ้าสูง อีกทางเลือกหนึ่งผู้ผลิตบางรายทำลามิเนตทนความร้อนเป็นพิเศษที่คุณอาจพิจารณา
อีกครั้งคุณควรใช้ส่วนประกอบที่มีค่าความต้านทานความร้อนสูงเท่านั้น บางครั้งนี่หมายถึงการเลือกวัสดุที่ทนความร้อนได้มากขึ้นในขณะที่ในกรณีอื่น ๆ มันหมายถึงการใช้ส่วนประกอบที่หนาขึ้นของวัสดุเดียวกัน ตัวเลือกใดที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับขนาด PCB งบประมาณและซัพพลายเออร์ที่มีอยู่ของคุณ

5. ปรับปรุงกระบวนการควบคุมคุณภาพ
ความน่าเชื่อถือของ PCBs ปัจจุบันยังเป็นเรื่องของการค้นหาข้อผิดพลาดในการผลิต หากกระบวนการผลิตไม่สามารถค้นหาและแก้ไขข้อบกพร่องที่ชดเชยข้อดีของมันได้การเลือกสี่ตัวเลือกข้างต้นจะไม่ให้การปรับปรุงมากนัก การตรวจสอบคุณภาพที่เชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับการทำซ้ำต้นแบบก็มีความสำคัญเช่นกัน
การใช้เครื่องมือที่เหมาะสมในการประเมินคุณภาพของ PCB เป็นหนึ่งในข้อควรพิจารณาที่สำคัญที่สุดในสนาม ตัวเปรียบเทียบออพติคอลดิจิตอลเป็นเทมเพลตและการครอบคลุมมีประสิทธิภาพสูงกว่าวิธีการดั้งเดิมเมื่อยืดและบิดเบือนเมื่อเวลาผ่านไปขัดขวางความน่าเชื่อถือของพวกเขา คุณควรพิจารณาเครื่องมือที่ง่ายต่อการทำงานโดยอัตโนมัติเพื่อลดความเสี่ยงของข้อผิดพลาดของมนุษย์
โดยไม่คำนึงถึงวิธีการและเทคนิคเฉพาะที่คุณใช้การติดตามข้อบกพร่องทั้งหมดเป็นสิ่งสำคัญ เมื่อเวลาผ่านไปข้อมูลนี้สามารถเปิดเผยแนวโน้มในการเกิดปัญหาทำให้การเปลี่ยนแปลงการออกแบบ PCB ที่เชื่อถือได้มากขึ้น

6. การออกแบบความสามารถในการผลิต
ปัจจัยที่คล้ายกัน แต่มักจะมองข้ามในการออกแบบ PCB ปัจจุบันคือความมั่นใจในการผลิต หากข้อผิดพลาดในการผลิตเป็นเรื่องปกติที่อุปกรณ์ไม่ค่อยตรงกับข้อกำหนดบนกระดาษมันไม่สำคัญว่า PCB จะเชื่อถือได้เพียงใดในทางทฤษฎี
วิธีแก้ปัญหาคือการหลีกเลี่ยงการออกแบบที่ซับซ้อนหรือซับซ้อนมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ เมื่อออกแบบ PCBs ปัจจุบันให้คำนึงถึงกระบวนการผลิตของคุณโดยพิจารณาว่าเวิร์กโฟลว์เหล่านี้อาจสร้างขึ้นได้อย่างไรและปัญหาใดที่อาจเกิดขึ้น ยิ่งคุณสามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่ปราศจากข้อผิดพลาดได้ง่ายขึ้นเท่าไหร่พวกเขาก็จะยิ่งเชื่อถือได้มากขึ้นเท่านั้น
ขั้นตอนนี้ต้องใช้ความร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในการผลิต หากคุณไม่จัดการกับการผลิตภายใน บริษัท ให้เกี่ยวข้องกับคู่ค้าการผลิตของคุณในขั้นตอนการออกแบบเพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับปัญหาความสามารถในการผลิตที่อาจเกิดขึ้น

7. ใช้เทคโนโลยีเพื่อประโยชน์ของคุณ
เทคนิคการวางแผนและการผลิตใหม่สามารถทำให้การพิจารณาเหล่านี้มีความสมดุลได้ง่ายขึ้น การพิมพ์ 3 มิติแนะนำความยืดหยุ่นในการออกแบบมากขึ้นเพื่อรองรับเค้าโครง PCB ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นโดยไม่มีข้อผิดพลาดในการผลิต ความแม่นยำของมันยังช่วยให้คุณตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเดินสายทองแดงเป็นไปตามเส้นโค้งแทนที่จะเป็นมุมขวาเพื่อลดความยาวและลดการใช้พลังงาน
ปัญญาประดิษฐ์เป็นอีกเทคโนโลยีที่ควรค่าแก่การตรวจสอบ เครื่องมือ AI PCB สามารถวางส่วนประกอบหรือเน้นปัญหาการออกแบบที่อาจเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติเพื่อป้องกันข้อผิดพลาดจากการปรากฏตัวในโลกแห่งความเป็นจริง โซลูชันที่คล้ายกันสามารถจำลองสภาพแวดล้อมการทดสอบที่แตกต่างกันเพื่อประเมินประสิทธิภาพของ PCBs ก่อนที่จะผลิตต้นแบบทางกายภาพ

การออกแบบ PCB ปัจจุบันสูงต้องใช้ความระมัดระวัง
การออกแบบ PCB ปัจจุบันที่เชื่อถือได้นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย แต่ก็เป็นไปไม่ได้ การทำตามขั้นตอนเจ็ดขั้นตอนเหล่านี้จะช่วยให้คุณเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการออกแบบของคุณเพื่อสร้างอุปกรณ์พลังสูงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
เมื่ออินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมของสิ่งต่าง ๆ เติบโตขึ้นการพิจารณาเหล่านี้จะสำคัญยิ่งขึ้น การโอบกอดพวกเขาตอนนี้จะเป็นกุญแจสำคัญในการประสบความสำเร็จอย่างต่อเนื่องในอนาคต