Hur kan ingenjörer undvika inflöden under PCB-design?

Inflöden är ett problem vid mönsterkortsdesign och måste undvikas. Det finns flera sätt att göra detta, inklusive solida jordplan, keepouts, Shift-left-verifiering och komponent keepouts. Dessa metoder hjälper ingenjörer att undvika inflöden och gör en PCB-layout lättare att tillverka.

Komponenter som hålls utanför

Keepouts är ett utmärkt sätt att styra placeringen av objekt på ett mönsterkort. De kan överlagras eller tilldelas valfritt signalskikt, och de kan avvisa specifika objekt. De är särskilt användbara för att skärpa kontrollen av saker som Polygon Pours och Via Stitching.

Keepouts är zoner på kortet där en liten del eller mekanisk form är för nära ett spår eller en spårledning. Dessa områden bör noteras på schemat. Keepouts kan användas för att förhindra överlappning av vior, effektplan eller andra brusbenägna områden.

Att identifiera komponenters keepouts är enkelt om du förstår grunderna för komponentplacering. Leta efter identifierare på varje stift och se till att de matchar komponenten. Du kan också kontrollera måtten på kontaktytorna och kontaktytornas pitch för att se om det är rätt komponent.

Med ett PCB-designprogram kan du ställa in keepout-zoner för komponenter. Detta kan göras med hjälp av mallar eller manuellt. Vanligtvis ritas keepout-zoner över kortytan för att säkerställa att de inte är blockerade.

Fast grundplan

Ett solitt jordplan är en viktig egenskap när man konstruerar ett kretskort. Att lägga till ett jordplan på ditt kort är en relativt enkel och billig process som kan förbättra din PCB-design avsevärt. Denna viktiga kretsdel används för att ge en solid grund för alla material som kommer att installeras på kortet. Utan ett jordplan är ditt kort benäget att drabbas av elektriskt brus och problem.

En annan fördel med ett jordplan är att det kan förhindra elektromagnetiska störningar (EMI) från att infiltrera din konstruktion. Elektromagnetiska störningar kan genereras av din egen enhet eller av elektronik i närheten. Genom att välja ett jordplan som är placerat nära signalskiktet kan du minimera EMI i den slutliga konstruktionen.

Solida jordplan är särskilt viktiga för kretskort som har flera lager. På grund av den komplexa PCB-designen måste jordplanet vara korrekt utformat för att förhindra fel och säkerställa en tillförlitlig anslutning mellan flera lager. Dessutom bör jordplanet vara tillräckligt stort för att rymma de komponenter som kommer att användas på det.

Shift-vänster verifiering

Shift-left-verifiering vid mönsterkortsdesign är en effektiv designprocess som eliminerar behovet av omfattande verifiering av hela mönsterkortet och låter konstruktörerna fokusera på kritiska andra ordningens frågor. Till skillnad från traditionella designflöden, där PCB-specialisten är en sista utväg, kan shift-left-verifiering utföras av designförfattarna. På så sätt kan konstruktörerna göra förbättringar innan specialisterna ens ser korten.

Shift-left-verifiering kan hjälpa konstruktörer att identifiera potentiella problem som kan leda till kostsamma revideringar. Till exempel kan felaktig orientering av dioder, saknade pull-up-motstånd och kondensatorspänningsminskning upptäckas under verifieringen. Dessa problem kanske inte upptäcks förrän vid fysisk testning, vilket ofta leder till nya spinningar och verktygsbyten. Genom att använda automatiserad verifiering under layoutfasen kan man dramatiskt öka sannolikheten för ett lyckat första pass.

PCB innehåller ofta subtila fel som kan undgå experternas uppmärksamhet vid manuell peer review. Moderna automatiserade verifieringsmetoder kan upptäcka dessa fel på schematisk nivå. Det innebär att konstruktörerna kan fokusera på problem på högre nivå och samtidigt minska antalet kostsamma revideringar och omkonstruktioner. Därför har dessa verktyg betydande fördelar för både konstruktörer och tekniska projektledare.

Standardrutiner

Det finns vissa grundläggande PCB-designprinciper som varje designer bör följa. Det är till exempel viktigt att placera komponenter tillräckligt långt ifrån varandra för att ge signal- och effektintegritet, men tillräckligt nära för att ge adekvata routningskanaler. Dessutom har vissa routingar som impedansstyrda spår, differentiella par och känsliga signaler specifika avståndskrav. Vid placering av komponenter är det också viktigt att ta hänsyn till DFM-kraven (Design for Manufacturing).

När man konstruerar ett mönsterkort är det viktigt att ta hänsyn till produktionskostnaden. Att använda nedgrävda eller blinda vior kan leda till ökade produktionskostnader. Därför bör PCB-designers planera sin design och användning av vior i förväg. Dessutom bör de ta hänsyn till komponenternas storlek för att minimera produktionskostnaderna.

En annan viktig del av PCB-utvecklingen är designgranskning. Peer reviews hjälper konstruktörer att undvika vanliga konstruktionsfel. Regelbundna granskningar säkerställer att PCB-layouten, kretsarna och funktionerna är korrekta. Peer reviews kommer också att identifiera misstag som konstruktören kan ha förbisett.