4 goldene Regeln für das PCB-Design

Beim Entwurf einer Leiterplatte gibt es einige goldene Regeln, die Sie beachten müssen. Dazu gehören die möglichst häufige Überprüfung der Entwurfsregeln (Design Rule Check, DRC), die Gruppierung von Bauteilen, die Trennung von Leiterbahnen und das thermische Entlastungsmuster. All dies trägt zu einem reibungsloseren Designprozess und zur Kostensenkung bei. Darüber hinaus helfen Ihnen diese Regeln, Zeit und Geld zu sparen, indem sie Entscheidungen über den Bestand erleichtern.

Design Rule Check (DRC), so oft Sie es ertragen können

Design Rule Checking (DRC) ist ein wichtiger Prozess, der Ingenieuren hilft, kostspielige Designfehler zu vermeiden. Er hilft ihnen, Fehler zu erkennen, bevor sie in ihre Leiterplattenentwürfe eingebaut werden. Die Designregelprüfung ist ein effizientes Verfahren, um zu überprüfen, ob ein Entwurf seinen Spezifikationen entspricht und bei der Endmontage keine Probleme verursacht.

Leiterplattendesigner können einen DRC für ihre Schaltpläne und Layouts durchführen, um Fehler zu erkennen und zu beheben. Diese Werkzeuge erstellen einen umfassenden Bericht, in dem alle Verstöße detailliert aufgeführt sind. Diese Berichte enthalten Details wie die verletzten Regeln und die spezifischen Komponenten, die durch den Referenzdesigner betroffen sind. Diese Werkzeuge können auch manuell verwendet werden. Sie sollten jedoch bedenken, dass sie einen DRC nicht ersetzen können.

Die DRC-Prüfung des PCB-Designs nimmt zwar einige Zeit in Anspruch, kann Ihnen aber später viel Kopfzerbrechen ersparen. Selbst wenn Ihr Leiterplattenentwurf einfach ist, erspart Ihnen die regelmäßige Überprüfung stundenlange mühsame Arbeit. Es ist eine gute Angewohnheit, die man sich angewöhnen sollte, besonders wenn man an einer komplexen Leiterplatte arbeitet.

Gruppierung von Komponenten

Die Gruppierung von Bauteilen ist ein wichtiger Bestandteil des PCB-Designs. Komponenten mit ähnlichen Funktionen sollten zusammen platziert werden. So sollten beispielsweise Power-Management-ICs mit LDOs und anderen ähnlichen Bauteilen gruppiert werden. Darüber hinaus sollten Power-Management-ICs und andere Bauteile mit hohen Strömen von analogen und digitalen Bauteilen getrennt werden. Auch Komponenten mit hohen Schaltfrequenzen und hohem elektromagnetischem Rauschen sollten von anderen Bauteilen getrennt werden. Durch die Gruppierung von Bauteilen nach ihrer Funktion haben Sie eine bessere Kontrolle über den Rückweg und können auch eine Überhitzung bestimmter Bauteile vermeiden.

Die Gruppierung von Komponenten in einem Leiterplattendesign ist unerlässlich, um Nebensprechen und Interferenzen zwischen digitalen und analogen Signalen zu vermeiden. Nebensprechen ist ein Problem, das die Integrität des Signals beeinträchtigen kann. Die einfachste Lösung zur Vermeidung dieses Problems ist die Gruppierung inhomogener Komponenten in getrennten Bereichen. Auf diese Weise können sich die analogen und digitalen Massen nicht gegenseitig stören.

Die Platzierung von Bauteilen ist wichtig, da sie den Gesamtprozess und das Gesamtdesign des Produkts beeinflusst. Eine unsachgemäße Platzierung kann zu einer schlechten Funktionalität, Herstellbarkeit und Wartung führen. Einige Signale können bei falscher Platzierung auch verfälscht werden. Die richtige Platzierung von Bauteilen kann den Entwurfsprozess verbessern und viel Zeit sparen.

Trennen von Spuren

Bei der Entwicklung von Leiterplatten müssen die Leiterbahnen getrennt werden. Die genaue Breite und Anzahl der Leiterbahnen hängt von der Art des zu übertragenden Signals ab. Dünne Leiterbahnen werden in der Regel für TTL-Signale mit geringem Stromverbrauch verwendet, die keinen Rauschschutz oder eine hohe Strombelastbarkeit benötigen. Sie sind die häufigste Art von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte. Einige Leiterplattendesigns benötigen jedoch dickere Leiterbahnen, um Hochstromsignale und andere strombezogene Funktionen zu übertragen.

Die Geometrie der Leiterbahnen ist für den ordnungsgemäßen Betrieb der Schaltung von großer Bedeutung. Da Leiterbahnen zur Übertragung elektrischer Signale verwendet werden, müssen sie die richtige Breite haben, um Überhitzung zu vermeiden und die Fläche der Leiterplatte zu minimieren. Im Internet gibt es viele Rechner, mit denen Sie die richtige Breite einer Leiterbahn berechnen können.

Beim Entwurf einer Leiterplatte ist es wichtig, analoge Signale von digitalen Signalen zu trennen. Diese Signale können sich gegenseitig stören, und es ist wichtig, sie getrennt zu halten, um ein Übersprechen zu verhindern.

Thermisches Entlastungsmuster

Ein thermisches Entlastungsmuster hilft Leiterplatten, Wärme über einen großen Bereich abzuleiten. Dies ist beim Löten von Geräten mit Durchgangslöchern nützlich. Es ist wichtig, dass die Leiterplatte so gestaltet ist, dass das Risiko eines Wärmestaus während des Lötvorgangs minimiert wird.

Thermische Entlastungsmuster sollten überall dort verwendet werden, wo eine Bauteilplatte auf ein Via oder eine Grundplatte trifft. Sie bieten zusätzliche Unterstützung für das Bauteil und helfen, die thermische Belastung zu verringern. Thermische Entlastungen sollten während der Entwurfsphase regelmäßig überprüft werden. Werden sie frühzeitig erkannt, können Probleme minimiert oder ganz vermieden werden.

Wichtig ist auch, dass die Größe der thermischen Entlastung mit der Breite der Leiterbahn übereinstimmen muss. Eine zu kleine thermische Entlastung kann zu übermäßiger Hitze und einem durchgebrannten Anschluss führen. Ein besseres Design der thermischen Entlastung ist eines, das genügend Metall und weniger Speichen aufweist.