Tiga Tips Untuk Mengurangi Risiko Desain PCB

Ada banyak cara untuk mengurangi risiko yang terkait dengan desain PCB. Beberapa di antaranya adalah mengarahkan semua komponen ke arah yang sama dan menggunakan beberapa vias pada transisi lapisan. Cara lainnya termasuk memisahkan sirkuit analog dan digital dan menjauhkan sirkuit osilasi dari panas.

Mengarahkan komponen ke arah yang sama

Risiko desain PCB diminimalkan dengan mengarahkan komponen ke arah yang sama. Praktik ini membantu meminimalkan waktu perakitan dan penanganan, serta mengurangi pengerjaan ulang dan biaya. Mengorientasikan komponen ke arah yang sama juga membantu mengurangi kemungkinan komponen diputar 180 derajat selama pengujian atau perakitan.

Orientasi komponen dimulai dengan konstruksi footprint. Jejak yang tidak benar dapat menyebabkan komponen yang salah terhubung. Sebagai contoh, jika dioda diorientasikan dengan katoda mengarah ke satu arah, katoda dapat dihubungkan ke pin yang salah. Selain itu, komponen dengan banyak pin dapat dipasang dengan orientasi yang salah. Hal ini dapat menyebabkan komponen mengambang di atas bantalan atau berdiri, yang menyebabkan efek tombstoning.

Pada papan sirkuit yang lebih tua, sebagian besar komponen diorientasikan ke satu arah. Namun, papan sirkuit modern harus memperhitungkan sinyal yang bergerak pada kecepatan tinggi dan tunduk pada masalah integritas daya. Selain itu, pertimbangan termal harus ditangani. Akibatnya, tim tata letak harus menyeimbangkan kinerja listrik dan kemampuan manufaktur.

Menggunakan beberapa vias pada transisi lapisan

Meskipun tidak mungkin menghilangkan vias pada transisi lapisan sepenuhnya, namun dimungkinkan untuk meminimalkan radiasi dari vias dengan menggunakan vias jahitan. Vias ini harus dekat dengan vias sinyal untuk meminimalkan jarak perjalanan sinyal. Penting untuk menghindari penggabungan pada vias ini, karena hal ini akan mengorbankan integritas sinyal sewaktu dalam perjalanan.

Cara lain untuk mengurangi risiko desain PCB adalah dengan menggunakan beberapa vias pada transisi lapisan. Hal ini mengurangi jumlah pin pada PCB dan meningkatkan kekuatan mekanis. Ini juga membantu mengurangi kapasitansi parasit, yang sangat penting ketika berurusan dengan frekuensi tinggi. Selain itu, menggunakan beberapa vias pada transisi lapisan juga memungkinkan Anda untuk menggunakan pasangan diferensial dan komponen dengan jumlah pin yang tinggi. Namun, penting untuk menjaga jumlah sinyal paralel tetap rendah, untuk meminimalkan penggabungan sinyal, crosstalk, dan noise. Juga disarankan untuk merutekan sinyal noise secara terpisah pada lapisan yang terpisah untuk mengurangi penggabungan sinyal.

Menjauhkan panas dari sirkuit osilasi

Salah satu hal terpenting yang perlu diingat ketika mendesain PCB adalah menjaga suhu serendah mungkin. Untuk mencapai hal ini, diperlukan pengaturan geometris komponen yang cermat. Juga penting untuk mengarahkan jalur arus tinggi dari komponen yang sensitif secara termal. Ketebalan jejak tembaga juga berperan dalam desain termal PCB. Ketebalan jejak tembaga harus menyediakan jalur impedansi rendah untuk arus, karena resistansi tinggi dapat menyebabkan kehilangan daya dan panas yang signifikan.

Menjauhkan panas dari sirkuit osilasi adalah bagian penting dari proses desain PCB. Untuk kinerja optimal, komponen osilator harus ditempatkan di dekat bagian tengah papan, bukan di dekat tepinya. Komponen di dekat tepi papan cenderung menumpuk banyak panas, dan ini dapat meningkatkan suhu lokal. Untuk mengurangi risiko ini, komponen berdaya tinggi harus ditempatkan di tengah PCB. Selain itu, jejak arus tinggi harus dialihkan dari komponen sensitif, karena dapat menyebabkan panas terakumulasi.

Menghindari pelepasan muatan listrik statis

Menghindari pelepasan muatan listrik statis saat mendesain PCB adalah aspek penting dalam teknik elektronik. Pelepasan muatan listrik statis dapat merusak chip semikonduktor presisi di dalam sirkuit Anda. Hal ini juga dapat melelehkan kabel pengikat dan sambungan PN hubung singkat. Untungnya, ada banyak metode teknis untuk menghindari masalah ini, termasuk tata letak dan pelapisan yang tepat. Sebagian besar metode ini dapat dilakukan dengan sedikit modifikasi pada desain Anda.

Pertama, Anda harus memahami cara kerja ESD. Singkatnya, ESD menyebabkan sejumlah besar arus mengalir. Arus ini mengalir ke tanah melalui sasis logam perangkat. Pada beberapa kasus, arus dapat mengikuti beberapa jalur ke tanah.