4 gyllene regler för PCB-konstruktion

När du konstruerar ett mönsterkort finns det flera gyllene regler som du måste följa. Dessa inkluderar DRC (Design rule check) så ofta som möjligt, gruppering av komponenter, separering av spår och termiskt reliefmönster. Alla dessa regler gör att designprocessen går smidigare och minskar kostnaderna. Dessutom kommer dessa regler att hjälpa dig att spara tid och pengar genom att göra lagerbeslut enklare.

Kontroll av konstruktionsregler (DRC) så ofta du orkar

DRC (Design Rule Checking) är en viktig process som hjälper ingenjörer att undvika kostsamma konstruktionsfel. Den hjälper dem att identifiera brister innan de implementeras i deras mönsterkortsdesign. Design rule checking är ett effektivt sätt att kontrollera att en design uppfyller specifikationerna och att den inte orsakar några problem vid slutmonteringen.

PCB-designers kan köra en DRC på sina schematiska och layoutdesigner för att identifiera och åtgärda fel. Dessa verktyg genererar en omfattande rapport som beskriver eventuella överträdelser. Dessa rapporter innehåller detaljer som de regler som brutits och de specifika komponenter som berörs av referensdesignator. Dessa verktyg kan också användas manuellt. Du bör dock komma ihåg att de inte ersätter en DRC.

Även om DRC på mönsterkortsdesignen tar lite tid kan det spara dig en hel del huvudvärk senare. Även om din mönsterkortsdesign är enkel kan du spara timmar av tråkigt arbete om du kontrollerar den ofta. Det är en bra vana att ta till sig, särskilt om du arbetar med ett komplext mönsterkort.

Gruppering av komponenter

Gruppering av komponenter är en viktig del av mönsterkortsdesignen. Komponenter med liknande funktioner bör placeras tillsammans. Till exempel bör IC:er för strömhantering grupperas med LDO:er och andra liknande enheter. Dessutom bör strömförsörjnings-IC:er och andra enheter med höga strömmar separeras från analoga och digitala delar. Håll också komponenter med höga switchfrekvenser och högt elektromagnetiskt brus åtskilda från andra delar. Genom att gruppera komponenter efter funktion får du bättre kontroll över returvägen och du kan också undvika överhettning av vissa komponenter.

Att gruppera komponenter i en mönsterkortsdesign är viktigt för att undvika överhörning och störningar mellan digitala och analoga signaler. Överhörning är ett problem som kan äventyra signalens integritet. För att förhindra detta problem är den enklaste lösningen att gruppera icke-homogena komponenter i distinkta områden. På så sätt kan de analoga och digitala massorna inte förväxla varandra.

Placeringen av komponenter är viktig eftersom den påverkar den övergripande processen och produktens övergripande design. Felaktig placering kan leda till dålig funktionalitet, tillverkningsbarhet och underhåll. Vissa signaler kan också bli korrumperade om de är felaktigt placerade. Rätt placering av komponenter kan förbättra designprocessen och spara mycket tid.

Separering av spår

Processen för PCB-design innebär att separera spår. Den exakta bredden och antalet spår beror på vilken typ av signal som överförs. Tunna spår används vanligtvis för TTL-signaler med låg strömstyrka som inte behöver brusskydd eller hög strömkapacitet. De är den vanligaste typen av spår på ett kretskort. Vissa kretskortsdesigner behöver dock tjockare spår för att bära högeffektsignaler och andra effektrelaterade funktioner.

Spårgeometrin är av stor betydelse för att kretsen ska fungera korrekt. Eftersom spåren används för att transportera elektriska signaler måste de ha rätt bredd för att förhindra överhettning och minimera kretskortets yta. Det finns många kalkylverktyg på nätet som hjälper dig att beräkna rätt bredd på en spårning.

När du konstruerar ett mönsterkort är det viktigt att separera analoga signaler från digitala signaler. Dessa signaler kan störa varandra och det är viktigt att hålla dem åtskilda för att förhindra överhörning.

Mönster för termisk avlastning

Ett termiskt avlastningsmönster hjälper kretskort att avleda värme över en stor yta. Detta är användbart vid lödning av enheter med genomgående hål. Det är viktigt att kretskortet är utformat så att risken för värmeutveckling under lödningsprocessen minimeras.

Termiska avlastningsmönster bör användas på alla ställen där en komponentplatta möter en via eller ett jordplan. De ger också extra stöd för komponenten och hjälper till att minska den termiska påfrestningen. Termiska avlastningar bör kontrolleras regelbundet under designfasen. Om problemen upptäcks tidigt kan de minimeras eller undvikas helt.

Det är också viktigt att notera att storleken på de termiska avlastningarna måste matcha bredden på strömspåret. En för liten termisk avlastning kan leda till överdriven värme och en utbränd anslutning. En bättre termisk avlastningsdesign är en som har tillräckligt med metall och färre ekrar.