4 kultaista sääntöä PCB-suunnitteluun

Piirilevyn suunnittelussa on useita kultaisia sääntöjä, joita sinun on noudatettava. Näitä ovat DRC-tarkistus (Design Rule Check) mahdollisimman usein, komponenttien ryhmittely, jälkien erottaminen toisistaan ja lämpöreliefikuvio. Kaikki nämä tekevät suunnitteluprosessista sujuvamman ja vähentävät kustannuksia. Lisäksi nämä säännöt auttavat sinua säästämään aikaa ja rahaa tekemällä varastopäätöksistä helpompia.

Suunnittelusääntöjen tarkistus (DRC) niin usein kuin jaksat.

Suunnittelusääntöjen tarkistus (DRC) on tärkeä prosessi, joka auttaa insinöörejä välttämään kalliita suunnitteluvirheitä. Se auttaa heitä tunnistamaan virheet ennen kuin ne toteutetaan piirilevysuunnitelmissa. Suunnittelusääntöjen tarkistaminen on tehokas tapa tarkistaa, että suunnittelu täyttää sen eritelmät ja että se ei aiheuta ongelmia lopullisessa kokoonpanossa.

Piirilevysuunnittelijat voivat suorittaa DRC:n kaavio- ja layout-suunnitelmilleen virheiden tunnistamiseksi ja korjaamiseksi. Nämä työkalut tuottavat kattavan raportin, jossa esitetään yksityiskohtaisesti kaikki rikkomukset. Näihin raportteihin sisältyy yksityiskohtia, kuten rikotut säännöt ja asianomaiset komponentit viitetunnuksen mukaan. Näitä työkaluja voidaan käyttää myös manuaalisesti. On kuitenkin muistettava, että ne eivät korvaa DRC:tä.

Vaikka piirilevysuunnittelun DRC vie jonkin verran aikaa, se voi säästää paljon päänvaivaa myöhemmin. Vaikka piirilevysuunnitelmasi olisi yksinkertainen, sen tarkistaminen usein säästää tuntikausia työlästä työtä. Se on hyvä tapa omaksua, varsinkin jos työskentelet monimutkaisen piirilevyn parissa.

Komponenttien ryhmittely

Komponenttien ryhmittely on tärkeä osa piirilevysuunnittelua. Komponentit, joilla on samanlaiset toiminnot, tulisi sijoittaa yhteen. Esimerkiksi tehonhallinta-IC:t olisi ryhmiteltävä LDO:iden ja muiden samankaltaisten laitteiden kanssa. Lisäksi tehonhallinta-IC:t ja muut suurivirtaiset laitteet olisi erotettava analogisista ja digitaalisista osista. Pidä myös komponentit, joilla on korkeat kytkentätaajuudet ja korkea sähkömagneettinen melu, erillään muista osista. Ryhmittelemällä komponentit toiminnon mukaan voit hallita paluupolkua paremmin, ja voit myös välttää tiettyjen komponenttien ylikuumenemisen.

Komponenttien ryhmittely piirilevysuunnittelussa on tärkeää digitaalisten ja analogisten signaalien välisten ristikkäisäänien ja häiriöiden välttämiseksi. Ristikkäisääni on ongelma, joka voi vaarantaa signaalin eheyden. Tämän ongelman estämiseksi epähomogeenisten komponenttien ryhmittely erillisiin alueisiin on yksinkertaisin ratkaisu. Näin analogiset ja digitaaliset massat eivät sekoita toisiaan.

Komponenttien sijoittelu on tärkeää, koska se vaikuttaa koko prosessiin ja tuotteen kokonaissuunnitteluun. Virheellinen sijoittelu voi johtaa huonoon toimivuuteen, valmistettavuuteen ja huoltoon. Jotkin signaalit voivat myös vioittua, jos ne sijoitetaan väärin. Komponenttien oikea sijoittelu voi parantaa suunnitteluprosessia ja säästää paljon aikaa.

Jälkien erottaminen

Piirilevysuunnitteluprosessiin kuuluu jälkien erottaminen. Jälkien tarkka leveys ja määrä riippuu siirrettävän signaalin luonteesta. Ohuita jälkiä käytetään yleensä pienivirtaisille TTL-signaaleille, jotka eivät tarvitse kohinasuojausta tai suurta virrankantokykyä. Ne ovat piirilevyn yleisimpiä johtotyyppejä. Joissakin piirilevymalleissa tarvitaan kuitenkin paksumpia johtoja suuritehoisten signaalien ja muiden tehoon liittyvien toimintojen kuljettamiseen.

Jäljen geometria on erittäin tärkeää piirin asianmukaisen toiminnan kannalta. Koska jälkiä käytetään sähköisten signaalien kuljettamiseen, niiden on oltava oikean levyisiä ylikuumenemisen estämiseksi ja piirilevyn pinta-alan minimoimiseksi. Verkossa on monia laskentatyökaluja, joiden avulla voit laskea jäljen oikean leveyden.

Piirilevyä suunniteltaessa on tärkeää erottaa analogiset signaalit digitaalisista signaaleista. Nämä signaalit voivat häiritä toisiaan, ja on tärkeää pitää ne erillään ristikkäisäänien estämiseksi.

Lämpöerotuskuvio

Lämmönpoistokuvio auttaa piirilevyjä haihduttamaan lämpöä laajalta alueelta. Tästä on hyötyä juotettaessa läpireikäisiä laitteita. On tärkeää, että piirilevy suunnitellaan siten, että lämmön kertymisen riski juottamisen aikana on mahdollisimman pieni.

Lämmönpoistokuvioita on käytettävä kaikissa paikoissa, joissa komponenttilevy kohtaa läpiviennin tai maatason. Ne tarjoavat myös lisätukea komponentille ja auttavat vähentämään lämpörasitusta. Lämpöreliefit olisi tarkistettava säännöllisesti suunnitteluvaiheessa. Jos ongelmat havaitaan ajoissa, ne voidaan minimoida tai välttää kokonaan.

On myös tärkeää huomata, että lämpöeristeiden koon on vastattava tehojohdon leveyttä. Liian pienet lämpöerotukset voivat johtaa liialliseen kuumuuteen ja palaneeseen liitäntään. Parempi lämpöhelpotussuunnittelu on sellainen, jossa on riittävästi metallia ja vähemmän piikkejä.