Häufige Fehler beim PCB-Schaltplanentwurf

Vermeiden von Splittern

Bei Splittern handelt es sich um kleine Kupferstücke oder Lötstopplacke, die für die Funktionalität der Leiterplatte sehr schädlich sein können. Sie können zu Kurzschlüssen führen und sogar eine Korrosion des Kupfers verursachen. Dadurch verringert sich die Lebensdauer der Leiterplatte. Zum Glück gibt es ein paar Möglichkeiten, sie zu vermeiden. Die erste besteht darin, Leiterplatten mit minimalen Querschnittsbreiten zu entwerfen. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Hersteller in der Lage ist, potenzielle Splitter mit einer DFM-Prüfung zu erkennen.

Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung von Splittern besteht darin, die Leiterplatte so tief und schmal wie möglich zu gestalten. Dadurch wird die Gefahr von Splittern während des Herstellungsprozesses verringert. Wenn Splitter bei der DFM nicht entdeckt werden, verursachen sie einen Fehler und erfordern Ausschuss oder Nacharbeit. Der Entwurf von Leiterplatten mit einer Mindestbreite hilft, dieses Problem zu vermeiden und sicherzustellen, dass die Leiterplatte so genau wie möglich ist.

Fehlerhafte Thermiken vermeiden

Die Verwendung der richtigen Thermik ist ein wichtiger Schritt beim Entwurf von Leiterplattenschaltplänen. Fehlerhafte Thermik kann die Leiterplatte beschädigen und einen übermäßigen Wärmerückfluss verursachen. Dies kann die Gesamtleistung der Leiterplatte beeinträchtigen, was nicht erwünscht ist. Schlechte Thermik verringert auch die Haltbarkeit der Leiterplatte.

Während des Entwurfsprozesses kann die Wärmeentwicklung leicht übersehen werden. Dies gilt insbesondere für Leiterplatten mit ultrakleinen Flip-Chip-Gehäusen. Ein fehlerhaftes Wärmeleitpad könnte die Schaltung beschädigen oder die Signalintegrität beeinträchtigen. Um dieses Problem zu vermeiden, sollte der Entwurfsprozess für den Schaltplan so einfach wie möglich sein.

Thermoelemente sind für den ordnungsgemäßen Betrieb eines jeden Schaltkreises wichtig. Fehlerhafte Thermoelemente können während des Herstellungsprozesses Probleme verursachen. Es ist unbedingt erforderlich, dass das Entwicklungsteam über die richtigen Werkzeuge und Mitarbeiter verfügt, um Fehler im Entwurf zu erkennen und zu beheben. Elektromagnetische Störungen und Kompatibilitätsprobleme sind ebenfalls ein Problem.

Impedanz-Fehlanpassung

Impedanzfehlanpassung ist ein wichtiger Faktor, der beim Entwurf einer Leiterplatte zu berücksichtigen ist. Die Impedanz einer Leiterbahn wird durch ihre Länge, Breite und Kupferdicke bestimmt. Diese Faktoren werden vom Designer gesteuert und können zu erheblichen Spannungsänderungen führen, wenn sich das Signal auf der Leiterbahn ausbreitet. Dies wiederum kann die Integrität des Signals beeinträchtigen.

Eine gute Impedanzanpassung ist für eine maximale Signalübertragung erforderlich. Bei der Verfolgung von Hochfrequenzsignalen kann die Impedanz der Leiterbahn je nach Geometrie der Leiterplatte variieren. Dies kann zu einer erheblichen Signalverschlechterung führen, insbesondere wenn das Signal bei hohen Frequenzen übertragen wird.

Platzierung der Operationsverstärkereinheiten

Die Platzierung von Operationsverstärkereinheiten auf einem PCB-Schaltplan ist oft eine willkürliche Aufgabe. So könnte man beispielsweise Einheit A am Eingang und Einheit D am Ausgang platzieren. Dies ist jedoch nicht immer der beste Ansatz. In manchen Fällen kann eine falsche Platzierung dazu führen, dass die Leiterplatte nicht richtig funktioniert. In solchen Fällen sollte der Leiterplattendesigner die Funktionen der Operationsverstärkerchips neu definieren.

Impedanzfehlanpassung zwischen Transceiver und Antenne

Bei der Entwicklung eines Funksenders oder -empfängers ist es wichtig, die Impedanz der Antenne und des Transceivers aufeinander abzustimmen, um eine maximale Signalübertragung zu gewährleisten. Wenn dies nicht der Fall ist, kann es zu Signalverlusten entlang der Antennenzuleitung kommen. Die Impedanz ist nicht dasselbe wie der Leiterbahnwiderstand auf der Leiterplatte, und ein Design, das nicht angepasst ist, führt zu einer schlechten Signalqualität.

Je nach Frequenz des Signals kommt es bei einer Platine ohne Impedanzanpassung zwischen Antenne und Transceiver zu Reflektionen. Durch diese Reflexion wird ein Teil der Energie in Richtung des Treibers geleitet, aber die restliche Energie wird weiter übertragen. Dies ist ein ernstes Problem für die Signalintegrität, insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsdesigns. Aus diesem Grund müssen Designer auf Impedanzfehlanpassungen auf dem PCB-Schaltplan besonders achten. Unangepasste Impedanzen beeinträchtigen nicht nur die Signalintegrität, sondern können auch elektromagnetische Störungen und lokale Strahlung verursachen. Diese Signale können empfindliche Komponenten auf der Leiterplatte beeinträchtigen.