4 zlatá pravidla pro návrh desek plošných spojů

Při návrhu desky plošných spojů je třeba dodržovat několik zlatých pravidel. Patří mezi ně co nejčastější kontrola návrhových pravidel (DRC), seskupování součástek, oddělování stop a vzor tepelného odlehčení. Všechna tato opatření zajistí hladší průběh procesu návrhu a sníží náklady. Tato pravidla vám navíc pomohou ušetřit čas a peníze tím, že vám usnadní rozhodování o zásobách.

Kontrola pravidel návrhu (DRC) tak často, jak jen to jde.

Kontrola návrhových pravidel (DRC) je důležitý proces, který pomáhá inženýrům vyhnout se nákladným chybám při návrhu. Pomáhá jim identifikovat chyby ještě před jejich implementací do návrhů desek plošných spojů. Kontrola návrhových pravidel je účinný způsob, jak zkontrolovat, zda návrh splňuje specifikace a zda nezpůsobí problémy při finální montáži.

Konstruktéři PCB mohou na svých návrzích schémat a rozvržení spustit DRC, aby identifikovali a opravili chyby. Tyto nástroje generují komplexní zprávu s podrobnými informacemi o všech porušeních. Tyto zprávy obsahují podrobnosti, jako jsou porušená pravidla a konkrétní dotčené součásti podle referenčního označení. Tyto nástroje lze používat i ručně. Měli byste však mít na paměti, že nenahrazují DRC.

DRC při návrhu PCB sice zabere nějaký čas, ale později vám může ušetřit spoustu starostí. I když je váš návrh DPS jednoduchý, jeho častá kontrola vám ušetří hodiny zdlouhavé práce. Je dobré si to osvojit, zejména pokud pracujete na složitém plošném spoji.

Seskupování součástí

Seskupování součástek je důležitou součástí návrhu desek plošných spojů. Součástky s podobnými funkcemi by měly být umístěny společně. Například integrované obvody pro správu napájení by měly být seskupeny s LDO a dalšími podobnými zařízeními. Kromě toho by měly být IC pro správu napájení a další zařízení s vysokými proudy odděleny od analogových a digitálních součástí. Rovněž součástky s vysokými spínacími frekvencemi a vysokým elektromagnetickým šumem udržujte odděleně od ostatních dílů. Seskupením součástek podle funkce získáte lepší kontrolu nad zpětnou cestou a budete také moci zabránit přehřívání některých součástek.

Seskupení součástek v návrhu desky plošných spojů je nezbytné, aby se zabránilo přeslechům a rušení mezi digitálními a analogovými signály. Přeslechy jsou problémem, který může ohrozit integritu signálu. Nejjednodušším řešením, jak tomuto problému předejít, je seskupení nehomogenních součástek do samostatných oblastí. Tímto způsobem se analogové a digitální hmoty nebudou vzájemně rušit.

Umístění součástí je důležité, protože ovlivňuje celkový proces a celkový design výrobku. Nesprávné umístění může mít za následek špatnou funkčnost, vyrobitelnost a údržbu. Při nesprávném umístění může dojít také k poškození některých signálů. Správné umístění součástí může zlepšit proces návrhu a ušetřit mnoho času.

Oddělování stop

Proces návrhu desek plošných spojů zahrnuje oddělení stop. Přesná šířka a počet stop závisí na povaze přenášeného signálu. Tenké stopy se obvykle používají pro nízkoproudé signály TTL, které nepotřebují ochranu proti šumu nebo vysokou proudovou zatížitelnost. Jsou nejběžnějším typem stop na desce plošných spojů. Některé návrhy desek plošných spojů však budou potřebovat silnější stopy pro přenos vysoce výkonných signálů a dalších funkcí souvisejících s napájením.

Geometrie stopy má velký význam pro správnou funkci obvodu. Protože stopy slouží k přenosu elektrických signálů, musí mít správnou šířku, aby se zabránilo přehřátí a minimalizovala se plocha desky plošných spojů. Na internetu existuje mnoho nástrojů pro výpočet, které vám pomohou vypočítat správnou šířku stopy.

Při návrhu desky plošných spojů je důležité oddělit analogové signály od digitálních. Tyto signály se mohou vzájemně rušit a je důležité je od sebe oddělit, aby nedocházelo k přeslechům.

Vzor tepelného reliéfu

Vzor tepelného reliéfu pomáhá deskám s plošnými spoji odvádět teplo na velké ploše. To je užitečné při pájení průchozích zařízení. Je důležité, aby deska s plošnými spoji byla navržena tak, aby se minimalizovalo riziko nahromadění tepla během procesu pájení.

Tepelně odlehčovací vzory by měly být použity na všech místech, kde se deska součástky stýká s průchozí nebo zemní rovinou. Poskytují také dodatečnou oporu pro součástku a pomáhají snižovat tepelné namáhání. Tepelné odlehčení by se mělo pravidelně kontrolovat ve fázi návrhu. Včasným zachycením lze problémy minimalizovat nebo jim zcela předejít.

Je také důležité si uvědomit, že velikost tepelných odlehčení musí odpovídat šířce napájecí stopy. Příliš malé tepelné odlehčení může mít za následek nadměrné zahřívání a přepálení spoje. Lepší konstrukce tepelného odlehčení je taková, která obsahuje dostatečné množství kovu a méně paprsků.