Jak inżynierowie mogą uniknąć napływów podczas projektowania PCB?

Przepływy są problemem w projektowaniu płytek drukowanych i należy ich unikać. Istnieje kilka sposobów, aby to zrobić, w tym solidne płaszczyzny uziemienia, zabezpieczenia, weryfikacja Shift-left i zabezpieczenia komponentów. Praktyki te pomogą inżynierom uniknąć napływów i sprawią, że układ PCB będzie łatwiejszy w produkcji.

Zatrzymania komponentów

Keepouts to świetny sposób na kontrolowanie rozmieszczenia obiektów na projekcie PCB. Mogą być nakładane lub przypisywane do dowolnej warstwy sygnału i mogą odrzucać określone obiekty. Są one szczególnie przydatne do zacieśniania kontroli nad takimi rzeczami jak Polygon Pours i Via Stitching.

Keepouts to strefy płytki, w których mała część lub kształt mechaniczny znajduje się zbyt blisko ścieżki lub śladu. Obszary te należy zaznaczyć na schemacie. Keepouts mogą być używane do zapobiegania nakładaniu się przelotek, płaszczyzn zasilania lub innych obszarów podatnych na zakłócenia.

Identyfikacja komponentów jest łatwa, jeśli zrozumie się podstawy rozmieszczania komponentów. Poszukaj identyfikatorów na każdym pinie i upewnij się, że pasują one do komponentu. Możesz również sprawdzić wymiary padów i odstępy między padami, aby zidentyfikować, czy jest to właściwy komponent.

Oprogramowanie do projektowania obwodów drukowanych pozwala ustawić strefy ochronne dla komponentów. Można to zrobić za pomocą szablonów lub ręcznie. Zazwyczaj strefy ochronne są rysowane na powierzchni płytki, aby upewnić się, że nie są zasłonięte.

Solidna płaszczyzna uziemienia

Solidna płaszczyzna uziemienia jest ważnym elementem podczas projektowania płytki drukowanej. Dodanie płaszczyzny uziemienia do płytki jest stosunkowo prostym i niedrogim procesem, który może znacznie poprawić projekt PCB. Ten ważny element obwodu służy do zapewnienia solidnej podstawy dla wszystkich materiałów, które zostaną zainstalowane na płytce. Bez płaszczyzny uziemienia płytka jest podatna na zakłócenia elektryczne i problemy.

Kolejną zaletą płaszczyzny uziemienia jest to, że może ona pomóc w zapobieganiu przenikaniu zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) do projektu. Te zakłócenia elektromagnetyczne mogą być generowane przez urządzenie lub pobliską elektronikę. Wybierając płaszczyznę uziemienia, która znajduje się w pobliżu warstwy sygnałowej, można zminimalizować EMI w ostatecznym projekcie.

Solidne płaszczyzny uziemienia są szczególnie ważne w przypadku płytek drukowanych składających się z wielu warstw. Ze względu na złożoność projektu PCB, płaszczyzna uziemienia musi być odpowiednio zaprojektowana, aby zapobiec błędom i zapewnić niezawodne połączenie między wieloma warstwami. Co więcej, płaszczyzna uziemienia powinna być wystarczająco duża, aby pomieścić komponenty, które będą na niej używane.

Weryfikacja shift-left

Weryfikacja shift-left podczas projektowania PCB to wydajny proces projektowania, który eliminuje potrzebę obszernej weryfikacji całej płytki i pozwala projektantom skupić się na krytycznych kwestiach drugiego rzędu. W przeciwieństwie do tradycyjnego przepływu projektowania, w którym specjalista PCB jest ostatecznością, weryfikacja shift-left może być wykonywana przez autorów projektu. W ten sposób projektanci mogą wprowadzać ulepszenia, zanim jeszcze specjaliści zobaczą płytki.

Weryfikacja przesunięcia w lewo może pomóc projektantom zidentyfikować potencjalne problemy, które mogą prowadzić do kosztownych poprawek. Na przykład, niewłaściwa orientacja diody, brakujące rezystory podciągające i obniżenie napięcia kondensatora mogą zostać wykryte podczas weryfikacji. Problemy te mogą nie być wykrywalne aż do czasu testów fizycznych, co często skutkuje koniecznością ponownego spinu i zmiany oprzyrządowania. Zastosowanie zautomatyzowanej weryfikacji na etapie projektowania układu może znacznie zwiększyć prawdopodobieństwo udanego pierwszego przejścia.

PCB często zawierają subtelne błędy, które mogą umknąć uwadze ekspertów podczas ręcznej weryfikacji. Nowoczesne zautomatyzowane metody weryfikacji mogą wychwycić te błędy na poziomie schematu. Oznacza to, że inżynierowie projektanci mogą skupić się na problemach wyższego poziomu, jednocześnie ograniczając kosztowne poprawki i przeprojektowania. W rezultacie narzędzia te mają znaczące zalety zarówno dla inżynierów projektantów, jak i kierowników projektów inżynieryjnych.

Standardowe praktyki

Istnieją pewne podstawowe zasady projektowania PCB, których powinien przestrzegać każdy projektant. Na przykład, ważne jest, aby umieścić komponenty wystarczająco daleko od siebie, aby zapewnić integralność sygnału i zasilania, ale wystarczająco blisko, aby zapewnić odpowiednie kanały routingu. Dodatkowo, niektóre trasy, takie jak ścieżki o kontrolowanej impedancji, pary różnicowe i wrażliwe sygnały, mają określone wymagania dotyczące odstępów. Podczas rozmieszczania komponentów ważne jest również uwzględnienie wymagań dotyczących projektowania pod kątem produkcji (DFM).

Projektując płytkę PCB, należy wziąć pod uwagę koszty produkcji. Korzystanie z zakopanych lub ślepych przelotek może spowodować wzrost kosztów produkcji. Dlatego projektanci PCB powinni planować swoje projekty i wykorzystanie przelotek z wyprzedzeniem. Ponadto powinni wziąć pod uwagę rozmiar komponentów, aby zminimalizować koszty produkcji.

Kolejnym ważnym elementem rozwoju PCB jest przegląd projektu. Wzajemne oceny pomagają projektantom uniknąć typowych błędów projektowych. Okresowe przeglądy zapewniają, że układ PCB, obwody i funkcjonalność są dokładne. Wzajemne przeglądy pozwolą również zidentyfikować błędy, które projektant mógł przeoczyć.