6 Grundläggande regler för PCB-layout

PCB-layout innebär att man utformar en krets med flera lager. Några av de grundläggande reglerna för PCB-design är följande: Undvik flera jordplan. Gör analoga kretssignaler direkta och korta. Undvik att använda tre olika kondensatorer på ett och samma kretskort. Du kan också läsa våra artiklar om PCB-design med flera lager och hur man designar ett PCB med flera lager.

Utformning av en PCB med flera lager

När du designar ett flerlagers mönsterkort finns det några viktiga saker som du bör tänka på. En av dessa är att kopparspåren ska bibehålla signal- och effektintegritet. Om de inte gör det kan de påverka strömkvaliteten. Det är därför det är nödvändigt att använda spår med kontrollerad impedans. Dessa spår bör vara tjockare än normalt för att förhindra överhettning.

När du har klart för dig vad du vill ha kan du börja designa mönsterkortet. Det första steget i att designa ett flerskikts mönsterkort är att skapa en schematisk bild. Det kommer att fungera som grund för hela din design. Börja med att öppna ett fönster för schemaredigeraren. Du kan sedan lägga till och rotera detaljer efter behov. Se till att schemat är korrekt.

Skapa ett enda jordplan

Genom att skapa ett enda jordplan på en PCB-layout kan man minska mängden ojämna spänningar över ett kretskort. Detta åstadkoms genom att skapa vior eller genomgående hål för att ansluta jordplanet till andra delar av kortet. Det bidrar också till att minska brus som orsakas av variationer i returströmmen.

När man definierar ett jordplan på ett kretskort är det viktigt att se till att jordplanet inte täcks av ledande ringar eftersom detta kan leda till elektromagnetiska störningar eller till och med jordslingor. Helst bör jordplanet placeras under elektroniska komponenter. Det kan vara nödvändigt att omorganisera placeringen av vissa spår och komponenter för att passa jordplanet.

Hålla analoga kretssignaler direkta och korta

När man implementerar en PCB-layout för analoga kretsar är det viktigt att hålla de analoga signalspåren korta och direkta. Dessutom måste analoga komponenter placeras nära varandra, vilket förenklar direkt routing. Att hålla bullriga analoga komponenter nära mitten av kortet hjälper också till att minska bruset.

Förutom att hålla analoga kretssignaler direkta och korta bör konstruktörerna också undvika att hindra returvägarna. Planskivor, vior, slitsar och utskärningar kan orsaka brus när den analoga signalen söker den kortaste vägen tillbaka till sitt ursprung. Som ett resultat kan signalen vandra nära jordplanet och generera betydande brus.

Undvik tre olika kondensatorer

När du utformar en PCB-layout är det bäst att undvika att placera tre olika kondensatorer på effektstiften. Detta arrangemang kan leda till fler problem än det löser. Ett sätt att undvika tre separata kondensatorer är att använda spår och coffer fill. Placera dem sedan så nära enhetens stift som möjligt.

Detta är dock inte alltid möjligt, eftersom avståndet mellan spåren inte alltid är det som beräknades under konstruktionsfasen. Detta är ett vanligt problem som kan leda till problem under monteringsprocessen. När du överväger placering, kom ihåg att placeringen av varje komponent är avgörande för dess funktionalitet.

Använda kraftskikt koppar

Att använda koppar i kraftskiktet i PCB-layouten kräver ordentlig planering. I den här delen av kortet måste du avsätta ett specifikt område på kortet för kraftnätet. Du kan också använda inre lagerindelning för att allokera detta område. För att lägga till detta lager bör du använda kommandot "PLACE-SPLIT PLANE" och sedan välja det nätverk som ska tilldelas för split. När du har tilldelat området för kraftlagret kan du sedan använda kopparbeläggningstekniken för att placera kopparn i det delade området.

Förutom att uppnå en jämn koppartäckning måste du se till att kortets tjocklek är kompatibel med dess kärna. Att enbart använda symmetrin för effektplanet garanterar inte en perfekt koppartäckning, eftersom kopparn i denna del kommer att slitas sönder vid konturfräsning. Koppar upp till kortets kant är inte heller kompatibel med scoring-teknik (V-cut). För att undvika detta problem rekommenderar vi att du anger kopparzonen på det mekaniska lagret och att den har en minsta bredd på 0,5 mm.

Använda en lista med riktlinjer för att placera komponenter på ett kretskort

Att använda en lista med riktlinjer för att placera en komponent på ett mönsterkort kan bidra till att minimera den totala kostnaden för att utveckla en ny produkt och samtidigt förkorta produktutvecklingscykeln. Dessa riktlinjer hjälper också till att säkerställa en smidig övergång från prototyp till produktion. Dessa riktlinjer är tillämpliga på både analoga och digitala kretsar.

De flesta mönsterkortskonstruktörer följer en uppsättning riktlinjer när de utformar ett mönsterkort. En typisk regel är till exempel att minimera längden på spåren för digitala klockor. Många konstruktörer förstår dock inte riktigt vad som ligger bakom dessa riktlinjer. Bland annat får höghastighetsspår inte korsa luckor i signalreturplanet.