Kötü tasarlanmış baskılı devre kartları veya PCB'ler hiçbir zaman ticari üretim için gereken kaliteyi sağlayamayacaktır. PCB tasarımının kalitesini yargılama yeteneği çok önemlidir. Tam bir tasarım incelemesi yürütmek için PCB tasarımı deneyimi ve bilgisi gereklidir. Ancak PCB tasarımının kalitesini hızlı bir şekilde değerlendirmenin birkaç yolu vardır.

Şematik diyagram, belirli bir fonksiyonun bileşenlerini ve bunların nasıl bağlandığını göstermek için yeterli olabilir. Bununla birlikte, belirli bir işlem için bileşenlerin fiili yerleşimi ve bağlantısına ilişkin şemaların sağladığı bilgiler çok sınırlıdır. Bu, PCB'nin tüm çalışma prensibi şemasındaki tüm bileşen bağlantılarının titizlikle uygulanmasıyla tasarlanmış olsa bile, nihai ürünün beklendiği gibi çalışmamasının mümkün olduğu anlamına gelir. PCB tasarımının kalitesini hızlı bir şekilde kontrol etmek için lütfen aşağıdakileri göz önünde bulundurun:

1. PCB izi

PCB'nin görünür izleri, bakır izlerinin kısa devrelerden ve oksidasyondan korunmasına yardımcı olan lehim direnci ile kaplanmıştır. Farklı renkler kullanılabilir ancak en çok kullanılan renk yeşildir. Lehim maskesinin beyaz renginden dolayı izleri görmenin zor olduğunu unutmayın. Çoğu durumda yalnızca üst ve alt katmanları görebiliriz. PCB'nin ikiden fazla katmanı olduğunda iç katmanlar görünmez. Ancak tasarımın kalitesini yalnızca dış katmanlara bakarak yargılamak kolaydır.

Tasarım inceleme süreci sırasında keskin kıvrımlar olmadığından ve hepsinin düz bir çizgide uzandığından emin olmak için izleri kontrol edin. Keskin virajlardan kaçının çünkü bazı yüksek frekanslı veya yüksek güçlü izler soruna neden olabilir. Bunlardan tamamen kaçının çünkü bunlar kötü tasarım kalitesinin son sinyalidir.

2. Dekuplaj kapasitörü

Çipi olumsuz etkileyebilecek yüksek frekanslı gürültüyü filtrelemek için dekuplaj kapasitörü güç kaynağı pininin çok yakınına yerleştirilmiştir. Genel olarak, çip birden fazla boşaltmadan boşaltmaya (VDD) pin içeriyorsa, bu tür pinlerin her birinin bir dekuplaj kapasitörüne, hatta bazen daha fazlasına ihtiyacı vardır.

Dekuplaj kondansatörü, ayrılacak pinin çok yakınına yerleştirilmelidir. Pime yakın yerleştirilmezse dekuplaj kapasitörünün etkisi büyük ölçüde azalacaktır. Dekuplaj kapasitörü çoğu mikroçipteki pinlerin yanına yerleştirilmezse, bu yine PCB tasarımının yanlış olduğunu gösterir.

3. PCB iz uzunluğu dengelidir

Birden fazla sinyalin doğru zamanlama ilişkilerine sahip olmasını sağlamak için PCB iz uzunluğunun tasarımda eşleştirilmesi gerekir. İz uzunluğu eşleştirme, tüm sinyallerin hedeflerine aynı gecikmeyle ulaşmasını sağlar ve sinyal kenarları arasındaki ilişkinin korunmasına yardımcı olur. Herhangi bir sinyal hattı grubunun hassas zamanlama ilişkileri gerektirip gerektirmediğini bilmek için şematik diyagrama erişmek gerekir. Bu izler, herhangi bir iz uzunluğu eşitlemesinin (diğer adıyla gecikme çizgileri) uygulanıp uygulanmadığını kontrol etmek için izlenebilir. Çoğu durumda bu gecikme çizgileri eğri çizgilere benzer.

Ekstra gecikmenin sinyal yolundaki yollardan kaynaklandığını belirtmekte fayda var. Yollardan kaçınılamazsa, tüm iz gruplarının kesin zamanlama ilişkilerine sahip eşit sayıda yola sahip olmasını sağlamak önemlidir. Alternatif olarak, yoluyla kaynaklanan gecikme, bir gecikme hattı kullanılarak telafi edilebilir.

4. Bileşen yerleştirme

İndüktörlerin manyetik alan oluşturma yeteneği olmasına rağmen mühendisler, indüktörleri bir devrede kullanırken bunların birbirine yakın yerleştirilmediğinden emin olmalıdır. İndüktörlerin özellikle uç uca birbirine yakın yerleştirilmesi, indüktörler arasında zararlı bağlantı oluşturacaktır. İndüktörün ürettiği manyetik alan nedeniyle büyük bir metal nesnede bir elektrik akımı indüklenir. Bu nedenle metal nesneden belirli bir mesafeye yerleştirilmelidirler, aksi takdirde endüktans değeri değişebilir. İndüktörlerin birbirine dik yerleştirilmesiyle, indüktörler birbirine yakın yerleştirilse bile gereksiz karşılıklı kuplaj azaltılabilir.

PCB'de güç dirençleri veya başka ısı üreten bileşenler varsa, ısının diğer bileşenler üzerindeki etkisini dikkate almanız gerekir. Örneğin devrede sıcaklık dengeleme kapasitörleri veya termostatlar kullanılıyorsa, bunların güç dirençlerinin veya ısı üreten herhangi bir bileşenin yakınına yerleştirilmemesi gerekir.

PCB üzerinde yerleşik anahtarlama regülatörü ve ilgili bileşenleri için özel bir alan bulunmalıdır. Bu kısım küçük sinyallerle ilgilenen kısımdan mümkün olduğu kadar uzağa ayarlanmalıdır. AC güç kaynağı doğrudan PCB'ye bağlıysa PCB'nin AC tarafında ayrı bir parça bulunmalıdır. Bileşenler yukarıdaki önerilere göre ayrılmazsa PCB tasarımının kalitesi sorunlu olacaktır.

5. İz genişliği

Mühendisler, büyük akım taşıyan izlerin boyutunu doğru bir şekilde belirlemek için ekstra özen göstermelidir. Hızla değişen sinyaller veya dijital sinyaller taşıyan izler, küçük analog sinyaller taşıyan izlere paralel ilerlerse gürültü alma sorunları ortaya çıkabilir. İndüktöre bağlanan iz, anten görevi görme özelliğine sahiptir ve zararlı radyo frekansı emisyonlarına neden olabilir. Bunu önlemek için bu işaretlerin daha geniş olmaması gerekir.

6. Yer ve yer düzlemi

PCB'nin dijital ve analog olmak üzere iki parçası varsa ve yalnızca bir ortak noktaya (genellikle negatif güç terminaline) bağlanması gerekiyorsa, toprak düzlemi ayrılmalıdır. Bu, toprak akımındaki ani yükselişin dijital parçanın analog parça üzerindeki olumsuz etkisini önlemeye yardımcı olabilir. Alt devrenin toprak dönüş izinin (PCB'de yalnızca iki katman varsa) ayrılması ve ardından negatif güç terminaline bağlanması gerekir. Orta derecede karmaşık PCB'ler için en az dört katmana sahip olunması önemle tavsiye edilir ve güç ve toprak katmanları için iki iç katman gereklidir.

Sonuç olarak

Mühendisler için PCB tasarımında bir veya bir çalışan tasarımının kalitesini yargılamak için yeterli mesleki bilgiye sahip olmak çok önemlidir. Ancak mesleki bilgisi olmayan mühendisler yukarıdaki yöntemleri görebilir. Prototiplemeye geçmeden önce, özellikle de başlangıç ​​ürünü tasarlarken, PCB tasarımının kalitesini bir uzmana kontrol ettirmek her zaman iyi bir fikirdir.