4 gyldne regler for PCB-design

Når du designer et printkort, er der flere gyldne regler, du skal følge. De omfatter designregelkontrol (DRC) så ofte som muligt, gruppering af komponenter, adskillelse af spor og termisk aflastningsmønster. Alle disse regler får designprocessen til at gå mere glat og reducerer omkostningerne. Desuden vil disse regler hjælpe dig med at spare tid og penge ved at gøre lagerbeslutninger lettere.

Design rule check (DRC) så ofte, som du kan holde det ud

Design rule checking (DRC) er en vigtig proces, der hjælper ingeniører med at undgå dyre designfejl. Den hjælper dem med at identificere fejl, før de implementeres i deres printkortdesign. Design rule checking er en effektiv måde at kontrollere, at et design lever op til specifikationerne, og at det ikke vil give problemer ved den endelige samling.

PCB-designere kan køre en DRC på deres skematiske og layoutmæssige design for at identificere og rette fejl. Disse værktøjer genererer en omfattende rapport med detaljer om eventuelle overtrædelser. Disse rapporter indeholder detaljer som f.eks. de regler, der er overtrådt, og de specifikke komponenter, der er involveret efter referencedesignator. Disse værktøjer kan også bruges manuelt. Du skal dog huske på, at de ikke er en erstatning for en DRC.

Selv om DRC på printdesign tager lidt tid, kan det spare dig for en masse hovedpine senere. Selv hvis dit printkortdesign er enkelt, kan du spare timevis af kedeligt arbejde ved at tjekke det ofte. Det er en god vane at få, især hvis du arbejder på et komplekst printkort.

Gruppering af komponenter

Gruppering af komponenter er en vigtig del af printkortdesign. Komponenter med lignende funktioner bør placeres sammen. For eksempel bør strømstyrings-IC'er grupperes med LDO'er og andre lignende enheder. Desuden skal strømstyrings-IC'er og andre enheder med høje strømme adskilles fra analoge og digitale dele. Hold også komponenter med høje skiftefrekvenser og høj elektromagnetisk støj adskilt fra andre dele. Ved at gruppere komponenter efter funktion får du bedre kontrol over returvejen, og du vil også kunne undgå overophedning af visse komponenter.

Gruppering af komponenter i et PCB-design er afgørende for at undgå krydstale og interferens mellem digitale og analoge signaler. Crosstalk er et problem, der kan kompromittere signalets integritet. For at forhindre dette problem er den enkleste løsning at gruppere ikke-homogene komponenter i forskellige områder. På den måde vil de analoge og digitale masser ikke forvirre hinanden.

Placeringen af komponenter er vigtig, fordi den påvirker den samlede proces og det samlede design af produktet. Forkert placering kan resultere i dårlig funktionalitet, fremstillingsevne og vedligeholdelse. Nogle signaler kan også blive ødelagt, hvis de er placeret forkert. Korrekt placering af komponenter kan forbedre designprocessen og spare en masse tid.

Adskillelse af spor

Processen med PCB-design involverer adskillelse af spor. Den nøjagtige bredde og antallet af spor afhænger af arten af det signal, der overføres. Tynde spor bruges normalt til TTL-signaler med lav strømstyrke, som ikke har brug for støjbeskyttelse eller høj strømkapacitet. Det er den mest almindelige type spor på et printkort. Nogle printkortdesigns har dog brug for tykkere baner til at transportere højeffektsignaler og andre strømrelaterede funktioner.

Sporets geometri er af stor betydning for, at kredsløbet fungerer korrekt. Da sporene bruges til at transportere elektriske signaler, skal de have den rette bredde for at forhindre overophedning og minimere arealet af printkortet. Der findes mange beregningsværktøjer på nettet, som kan hjælpe dig med at beregne den rigtige bredde på et spor.

Når man designer et printkort, er det vigtigt at adskille analoge signaler fra digitale signaler. Disse signaler kan forstyrre hinanden, og det er vigtigt at holde dem adskilt for at undgå krydstale.

Termisk aflastningsmønster

Et termisk aflastningsmønster hjælper printkort med at sprede varmen over et stort område. Det er nyttigt ved lodning af enheder med gennemgående huller. Det er vigtigt, at printkortet er designet til at minimere risikoen for varmeudvikling under loddeprocessen.

Termiske aflastningsmønstre bør bruges alle steder, hvor en komponentplade møder en gennemføring eller et jordplan. De giver også ekstra støtte til komponenten og hjælper med at reducere termisk stress. Termiske aflastninger bør kontrolleres regelmæssigt i designfasen. Hvis de opdages tidligt, kan problemerne minimeres eller helt undgås.

Det er også vigtigt at bemærke, at størrelsen på de termiske aflastninger skal svare til bredden på strømføringen. En for lille termisk aflastning kan resultere i overdreven varme og en udbrændt forbindelse. Et bedre termisk aflastningsdesign er et, der har nok metal og færre eger.