Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

7 Surmav vead, mida tuleb vältida oma PCB disaini puhul

Kas teil on idee, mida soovite turule tuua? Selles seerias kõnnib John Teel prototüübist tootmisele. Üksikute komponentide kaasamise täpsemaks vaatamiseks järgige iga osa.


Elektroonika projekteerimine on keeruline ja paljud kõige sagedasemad vead esinevad sageli trükkplaadil. PCB ühendab ja hoiab kõiki elektroonilisi komponente koos.

Olenemata sellest, kas otsustate ise kujundada disaini või palgata inseneri, soovitan teil enne prototüüpide loomist saada sõltumatu inseneri disainiülevaade. Enne prototüüpimist on mul alati muud insenerid oma disainilahendusi üle vaatamas. Sõltumatud projekteerimisülevaated on üks parimaid viise, kuidas vältida kulukaid vigu, nagu allpool loetletud.

1. Kõrge voolu jäljed ei ole piisavalt laiad

Kui PCB jälgi peab käsitlema voolutugevust, mis on suurem kui paarsada milliametrit, ei ole minimaalne laius tõenäoliselt piisav. Välise kihi jälgedel võib olla sama paksuse jaoks rohkem kui sisemine jälgi. Seda seetõttu, et välisjälgil on hea õhuvool ja soojuse hajutamine.

Vaskkaal mõõdab igas jälgedes kasutatava vase paksust. Enamik PCB tootjaid võimaldab teil valida vase kaalust 0,5 oz./sq. jalga kuni umbes 2,5 oz./sq. jalga

Soovitan õigete arvutuste tegemiseks jälgi laiuse kalkulaatorit. Selleks, et arvutada selle jooksva kandevõime, peate määrama jälje lubatud temperatuuri tõusu. Ohutu valik on 10C tõus, kuid kui vajate kitsamat jälgi laiust, saate kasutada 20 ° C või kõrgemat temperatuuri tõusu.

2. Vead maandumismustrites

PCB projekteerimise tarkvarapaketid pakuvad elektrooniliste komponentide raamatukogusid. Need raamatukogud sisaldavad iga komponendi skemaatilist sümbolit ja PCB maandumismustrit. Tavaliselt pole teil probleeme, kui jääte nende komponentide juurde oma disainis.

Kui aga kasutate komponente väljaspool neid raamatukogusid, tuleb skemaatiline sümbol ja PCB maandumismustrid käsitsi joonistada. Eriti maandumismustritega on lihtne teha vigu. Näiteks, kui padi vahekaugused on välja lülitatud nii vähe kui millimeetri osa, ei joo tihvtid jootmise keeruliseks või võimatuks.

3. Traadita disainilahenduste vale antenni paigutus

Kui teie toode kasutab traadita tehnoloogiat, on antenni paigutus PCB-le äärmiselt kriitiline.Siiski on see tavaliselt valesti paigaldatud, isegi elektriinseneride poolt.

Maksimaalse võimsuse ülekandmiseks transiiveri ja antenni vahel peate sobima nende impedantsi. See tähendab nende keerukat impedantsi, mitte nende lihtsaid takistusi. Antenni ja transiiveri ühendamiseks on vaja nõuetekohast ülekandeliini. Enamikul juhtudel peaks ülekandeliinil olema 50 oomi impedantsi maksimaalse võimsuse ülekandmiseks antenniga.

PCB ülekandeliini mõõtmeid saab määrata õige impedantsi saavutamiseks spetsiaalse kalkulaatori abil, näiteks Avago tasuta AppCadi tööriista abil. Ma soovitan seda konkreetset AppCADi, sest see suudab käsitseda palju erinevaid ülekandeliinide tüüpe (mikrokiibid, koplaarsed lainejuhtid jne). See on ka vahend, mida ma ise regulaarselt kasutan. Teised võrgukalkulaatorid on oma valikutes piiratumad.

Antenni ja transiiveri vahel on tavaliselt vaja ka sobivat ahelat nagu LC pi-võrk. See võimaldab teil antenni impedantsi täpselt häälestada.

4. Kasutamata või valesti paigaldatud kondensaatorid

Enamik konstruktsiooni komponente vajab puhast, stabiilset pinget. Selle funktsiooni täidavad toiteallika raudteel asuvad kondensaatorid.

Kuid lahutamiskondensaatorid peavad olema võimalikult tiheda tihvtiga, mis vajab stabiilset pinget. Toiteliinil olev võimsusjälg peab samuti läbima lahutuskondensaatori, enne kui see jõuab stabiilse pinge vajava tihvtini.

Väga tundlike komponentide, näiteks analoog-digitaalmuundurite puhul tuleb lisada ka seeria induktiivpool. See loob madala läbilaskvusega LC-filtri, et eemaldada kõik müra.

5. Lülitusregulaatorite paigutus ei ole optimeeritud

Elektroonilistes disainilahendustes on olemas kahte tüüpi pinge regulaatorid. Esimene tüüp on lineaarne regulaator. Nad võivad raisata palju energiat, kuid nad on odavad ja tavaliselt õigesti paigutatavad. Kuigi eriti suure võimsusega või väga madala müratasemega rakenduste puhul muutub lineaarse regulaatori paigutus kriitilisemaks.

Teine tüüp on lülitusregulaator. Lülitusregulaatorid on keerukamad, kuid palju tõhusamad (vähem energiat raisatakse = pikem aku kasutusaeg). Siiski vajavad nad PCB-l hoolikamat paigutust, seega tuleb hoolikalt jälgida andmelehe juhiseid.

6. Kasutatavad või mittetootavad pimedad / maetud vias

A läbib läbi kõigi plaadi kihtide. Isegi kui soovid ühendada jälgi esimesest kihist teise, on kõik teised kihid ka läbi. Probleemiks on see, et see võib suurendada PCB suurust, kuna läbivool vähendab iga kihi marsruutimisruumi.

Pimestamine ühendab välise kihi sisemise kihiga ja maetud kaudu ühendab kaks sisemist kihti. Kuid see ei ole nii lihtne. Pimedatel ja maetud viasel on tõsised piirangud, mis põhinevad kihtide virnastamisel laual. Samuti suurendavad nad oluliselt prototüüpimise kulusid, nii et ma ei soovita neid enamiku rakenduste jaoks.

7. Kiire jälgi on liiga pikk

Suure kiirusega signaalid peaksid järgima võimalikult lühikest ja kõige lihtsamat teed. Enamiku konstruktsioonide puhul tähendab see vähemalt kõrgsageduslike kristallide suunamist.

Enamik mikrokontrolleritel põhinevaid konstruktsioone vajab vähe super kiiret signaale. Siiski, kui teie toode kasutab kiiret mikroprotsessorit, millel on välised andmed ja aadressi bussid, muutub jäljetee palju olulisemaks.

Kokkuvõte

Need on vaid mõned vead, mis võivad tekkida trükkplaadi paigutusel. Kui te saate teise arvamuse (st sõltumatu disaini ülevaatuse), parandab see oluliselt teie esimesi edusamme. Vastasel juhul võite lõpetada prototüübiga, mis ei tööta, maksab teile rohkem raha, et korrigeerida ja turule jõudmiseks kulub kauem aega.

Osa

Jätnud Kommentaari