Три совета по снижению риска при проектировании печатных плат

Существует множество способов снижения риска, связанного с проектированием печатных плат. Некоторые из них включают в себя ориентацию всех компонентов в одном направлении и использование нескольких межслойных отверстий на переходах между слоями. Другие включают разделение аналоговых и цифровых схем, а также удержание колебательных цепей вдали от источников тепла.

Ориентация компонентов в одном направлении

Риск при проектировании печатных плат сводится к минимуму за счет ориентации компонентов в одном направлении. Такая практика позволяет минимизировать время сборки и обработки, а также сократить количество переделок и расходы. Ориентация компонентов в одном направлении также позволяет снизить вероятность поворота компонента на 180 градусов в процессе тестирования или сборки.

Ориентация компонентов начинается с построения опорной поверхности. Неправильная ориентация может привести к неправильному подключению компонентов. Например, если диод ориентирован катодом в одну сторону, то катод может быть подключен не к тому выводу. Также в неправильной ориентации могут быть установлены детали с несколькими выводами. Это может привести к тому, что детали будут плавать на площадках или вставать, что вызовет эффект "могилы".

В старых печатных платах большинство компонентов было ориентировано в одном направлении. Однако в современных печатных платах необходимо учитывать сигналы, которые движутся с высокой скоростью и подвержены проблемам целостности питания. Кроме того, необходимо учитывать тепловые характеристики. В результате командам, занимающимся разводкой, приходится балансировать между электрическими характеристиками и технологичностью.

Использование нескольких межслойных перемычек на переходах между слоями

Хотя полностью устранить межслойные переходы невозможно, можно минимизировать излучение от них, используя сшивающие переходы. Эти проходы должны располагаться рядом с сигнальными проходами, чтобы минимизировать расстояние, проходимое сигналом. Важно избегать образования муфт в этих проходах, поскольку это нарушает целостность сигнала во время его прохождения.

Еще одним способом снижения риска при проектировании печатных плат является использование нескольких межслойных перемычек на переходах между слоями. Это позволяет уменьшить количество выводов на печатной плате и повысить механическую прочность. Это также помогает уменьшить паразитную емкость, что особенно важно при работе с высокими частотами. Кроме того, использование нескольких межслойных переходов позволяет применять дифференциальные пары и детали с большим количеством выводов. Однако при этом важно, чтобы количество параллельных сигналов было минимальным, чтобы минимизировать связь сигналов, перекрестные помехи и шумы. Также рекомендуется прокладывать шумовые сигналы отдельно на отдельных слоях для уменьшения связи сигналов.

Отвод тепла от колебательных контуров

Одним из наиболее важных моментов, о которых необходимо помнить при проектировании печатной платы, является поддержание как можно более низкой температуры. Для этого необходимо тщательно продумать геометрическое расположение компонентов. Также важно прокладывать сильноточные трассы вдали от термочувствительных компонентов. Толщина медных трасс также играет важную роль в тепловом проектировании печатной платы. Толщина медных трасс должна обеспечивать низкоомный путь для тока, поскольку высокое сопротивление может привести к значительным потерям мощности и выделению тепла.

Отвод тепла от осцилляторных схем является важнейшей частью процесса проектирования печатной платы. Для достижения оптимальных характеристик компоненты генератора следует размещать в центре платы, а не у ее краев. Компоненты, расположенные у краев платы, имеют тенденцию накапливать большое количество тепла, что может привести к повышению локальной температуры. Чтобы снизить этот риск, мощные компоненты следует располагать в центре печатной платы. Кроме того, сильноточные трассы следует прокладывать вдали от чувствительных компонентов, поскольку они могут стать причиной накопления тепла.

Предотвращение электростатического разряда

Предотвращение электростатического разряда при проектировании печатных плат является одним из важнейших аспектов электронной техники. Электростатический разряд может повредить прецизионные полупроводниковые микросхемы внутри схемы. Он также может расплавить соединительные провода и вызвать короткое замыкание в PN-переходах. К счастью, существует множество технических методов, позволяющих избежать этой проблемы, включая правильную компоновку и наслоение. Большинство из этих методов могут быть реализованы с минимальными изменениями в вашей схеме.

Прежде всего, необходимо понять, как работает ESD. В двух словах, ESD вызывает протекание огромного тока. Этот ток идет к земле через металлический корпус устройства. В некоторых случаях ток может идти по нескольким путям к земле.