Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

7 Kesilapan Sial untuk Dihindari pada Reka Bentuk PCB anda

Mempunyai idea yang anda ingin dibawa ke pasaran? Dalam siri ini, John Teel berjalan melalui proses peningkatan dari prototaip kepada pengeluaran. Ikuti setiap ansuran untuk melihat dengan lebih dekat cara menggabungkan komponen individu.


Merekabentuk elektronik adalah rumit, dan banyak kesilapan yang sering berlaku pada Papan Litar Bercetak (PCB). PCB adalah apa yang menghubungkan dan memegang semua komponen elektronik bersama-sama.

Sama ada anda memilih untuk membuat sendiri reka bentuk, atau mengupah seorang jurutera, saya amat menggalakkan anda untuk mendapatkan kajian semula reka bentuk dari seorang jurutera bebas sebelum anda menghasilkan apa-apa prototaip. Saya selalu mempunyai jurutera lain meninjau reka bentuk saya sebelum prototaip. Ulasan reka bentuk bebas adalah salah satu cara terbaik untuk mengelakkan kesalahan mahal seperti yang disenaraikan di bawah.

1. Jejak semasa yang tinggi tidak cukup luas

Sekiranya jejak PCB mesti mengendalikan arus lebih besar daripada beberapa ratus milliamps, lebar minimum mungkin tidak mencukupi. Jejak pada lapisan luar boleh membawa lebih daripada jejak dalaman untuk ketebalan yang sama. Ini kerana jejak luaran mempunyai aliran udara yang lebih baik dan pelesapan haba.

Berat tembaga mengukur ketebalan tembaga yang digunakan pada setiap jejak. Kebanyakan pengeluar PCB membenarkan anda memilih dari berat tembaga sebanyak 0.5 oz./sq. ft hingga kira-kira 2.5 oz./sq. ft.

Saya cadangkan kalkulator lebar jejak untuk pengiraan yang betul. Anda mesti menentukan kenaikan suhu yang dibenarkan bagi jejak untuk mengira kapasiti penyimpanan semasa. Pilihan yang selamat adalah kenaikan 10C, tetapi jika anda memerlukan lebar jejak sempit, anda boleh menggunakan peningkatan suhu 20C atau lebih tinggi.

2. Kesilapan dalam corak pendaratan

Pakej perisian reka bentuk PCB menyediakan perpustakaan komponen elektronik. Perpustakaan ini termasuk simbol skema dan pola pendaratan PCB bagi setiap komponen. Anda tidak akan biasanya mempunyai masalah jika anda berpegang pada komponen ini dalam reka bentuk anda.

Walau bagaimanapun, jika anda menggunakan komponen di luar perpustakaan ini, anda mesti secara manual melukis simbol skema dan corak pendaratan PCB. Sangat mudah untuk membuat kesilapan terutamanya pada corak pendaratan. Sebagai contoh, jika pad ke jarak pad dimatikan oleh sekurang-kurangnya satu pecahan milimeter, pin tidak akan diselaraskan dengan betul sehingga membuat pematerian sukar atau mustahil.

3. Susun atur antena yang salah pada reka bentuk tanpa wayar

Jika produk anda menggunakan teknologi tanpa wayar, susun atur antena pada PCB sangat kritikal. Bagaimanapun, ia biasanya dibuat secara tidak betul, walaupun oleh jurutera elektrik.

Untuk pemindahan kuasa maksimum antara penerima dan antena, anda mesti sepadan dengan impedans mereka. Ini bermakna impedans kompleks mereka dan bukan rintangan mudah mereka. Anda memerlukan talian penghantaran yang betul untuk menyambung antena dan transceiver. Kebanyakan masa, talian penghantaran harus mempunyai 50 ohm impedans untuk pemindahan kuasa maksimum dengan antena.

Anda boleh menentukan dimensi talian penghantaran PCB untuk mencapai impedans yang betul dengan menggunakan kalkulator khas seperti AppCad alat percuma dari Avago. Saya cadangkan AppCAD tertentu ini kerana ia boleh mengendalikan banyak jenis talian penghantaran yang berbeza (microstrip, pandu gelombang coplanar, dan lain-lain). Ia juga alat yang saya gunakan sendiri secara teratur. Kalkulator dalam talian lain lebih terhad dalam pilihan mereka.

Litar yang sepadan, seperti rangkaian pi LC, juga biasanya diperlukan di antara antena dan transceiver. Ini membolehkan anda menala halangan antena.

4. Kapasitor decoupling tidak digunakan atau ditempatkan secara tidak wajar

Kebanyakan komponen dalam reka bentuk memerlukan voltan yang bersih dan stabil. Kapasitor decoupling pada rel bekalan kuasa membantu menyampaikan fungsi ini.

Walau bagaimanapun, kapasitor decoupling perlu sedekat mungkin dengan pin yang memerlukan voltan yang stabil menjadi berkesan. Jejak kuasa dari rel bekalan juga perlu melalui kapasitor decoupling sebelum mencapai pin yang memerlukan voltan yang stabil.

Untuk komponen yang sangat sensitif, seperti penukar analog-ke-digital, induktor siri juga perlu ditambah. Ini mewujudkan penapis LC rendah pass untuk mengeluarkan sebarang bunyi bekalan.

5. Susun atur pengawal selia yang tidak dioptimumkan

Dua jenis regulator voltan wujud dalam reka bentuk elektronik. Jenis pertama ialah pengatur linear. Mereka boleh membazir banyak kuasa tetapi mereka murah dan biasanya mudah untuk susun dengan betul. Walaupun untuk aplikasi kuasa tinggi atau ultra rendah bunyi, susun atur untuk pengawal selar linear menjadi lebih kritikal.

Jenis kedua ialah pengawal selia penukaran. Pengawal selia penukar lebih kompleks, tetapi jauh lebih cekap (kuasa kurang dibazirkan = hayat bateri yang lebih lama). Walau bagaimanapun, mereka memerlukan lebih banyak susunan yang teliti pada PCB, jadi garis panduan datasheet harus diikuti dengan teliti.

6. Buta vias yang dikebumikan digunakan atau tidak boleh dikeluarkan

Melalui melalui melalui semua lapisan lembaga. Walaupun anda hanya mahu menyambung jejak dari lapisan satu ke dua lapisan, semua lapisan lain juga mempunyai sambungan. Masalahnya ialah ia dapat meningkatkan saiz PCB, kerana melalui mengurangkan ruang penghalaan pada setiap lapisan.

Buta melalui sambungan lapisan luar ke lapisan dalaman dan dikebumikan dengan menghubungkan dua lapisan dalaman. Walau bagaimanapun, ia tidak begitu mudah. Vias buta dan dikebumikan mempunyai batasan teruk berdasarkan bagaimana lapisan disusun di papan. Mereka juga secara drastik meningkatkan kos prototaip jadi saya tidak mengesyorkan mereka untuk kebanyakan aplikasi.

7. Jejak berkelajuan tinggi terlalu panjang

Sinaran berkelajuan tinggi sepatutnya mengikut laluan yang paling pendek dan lurus. Bagi majoriti reka bentuk ini bermakna sekurang-kurangnya penghalaan mana-mana kristal kekerapan tinggi.

Reka bentuk yang berasaskan mikropengawal memerlukan sedikit isyarat kelajuan tinggi super. Walau bagaimanapun, jika produk anda menggunakan mikropemproses berkelajuan tinggi dengan data luaran dan alamat bus, maka jalan jejak menjadi lebih penting.

Ringkasan

Ini hanya beberapa kesilapan yang boleh berlaku dalam susun atur papan litar bercetak. Sekiranya anda memperoleh pendapat kedua (iaitu kajian reka bentuk bebas), ia akan meningkatkan peluang anda untuk mencapai kejayaan pertama. Jika tidak, anda mungkin mempunyai prototaip yang tidak berfungsi, kos anda lebih banyak wang untuk membetulkan, dan mengambil masa lebih lama untuk mencapai pasaran.

Kongsi

Meninggalkan Komen