Leiterplattentechnisch - Wie vermeidet man Designfehler beim PCB-Design?

Wie beim Kochen können Fehler im elektronischen Design auftreten, selbst für den sorgfältigsten Designer. Aber einige Fehler sind so gravierend, dass Sie die gesamte Leiterplatte (PCB) verschrotten und von vorne anfangen müssen. Wenn Sie geduldig darauf warten, dass das Prototyp-PCB-Layout die Schaltung testet, kann dies zu kostspieligen Verzögerungen im Produktentwicklungszyklus führen.

Kritische Konstruktionsfehler in PCB-Design von Leiterplattenherstellung Industrie

Wir alle hassen es, Fehler zu machen. Aber in Wirklichkeit braucht es zwei bis drei Versuche, um das perfekte Design zu erhalten. Solange wir die Fehler im frühen Design beheben, indem wir einfach die Gleise oder Jumper abschneiden, werden die Auswirkungen auf den Entwicklungsprozess minimal sein. Gleiches lässt sich nicht über folgende Fehler sagen, die Ihre Leiterplatte fast immer ruinieren.

1. Verwenden Sie den falschen Fußabdruck

Obwohl die meisten passiven Komponenten Durchgangs- und Oberflächenmontage-Formen haben, können integrierte Schaltungen (ICs), insbesondere ICs mit speziellen Funktionen, nur in wenigen Gehäusetypen hergestellt werden. Die Verwirrung von integrierten Schaltungen (SOIC) mit kleineren Outline-Paketen (SSOP) kann zu Versuchen führen, kleinere ICs auf größeren Footprints zu montieren und umgekehrt.

Vergessen Sie nicht, den Verpackungstyp Ihrer Komponenten zu überprüfen, indem Sie deren Datenblätter gründlich überprüfen. Machen Sie keine Annahmen und stellen Sie sicher, dass die Größe des IC und seine Abstandsmaße korrekt sind. Ich habe meine Lektion gelernt, als ich fälschlicherweise die "schmale" Version von SOIC verwendet habe, da die "breite" Version die gleiche Tonhöhe hat.

Verwenden Sie die richtigen IC-Komponenten in der PCB-Design Prozess zur Vermeidung von Konstruktionsfehlern, die sich auf den Design Footprint auswirken.

2. Falsch ausgerichteter Adressbus

High Density Memory Anforderungen bedeuten die Verwendung von parallelem Flash-Speicher oder statischem Zufallsspeicher (SRAM). Sie müssen mit bis zu 23-Bit-Adress- und 8-Bit-Datensignalen umgehen. Fehler beim Abgleich der Adresspins des Mikrocontrollers zu den Speicherkomponenten können dazu führen, dass der Prototyp unbrauchbar ist oder Tage dauern, um die Signale mit Jumpern zu schneiden und wieder zu verbinden. Um dies zu vermeiden, ist es notwendig, den Adressierungsbus des Mikroprozessors vollständig zu verstehen und wie jeder Speicherchip angeschlossen werden soll.

3. Schlechter Grundriss

In einer einfachen digitalen Schaltung ist die Wirkung eines korrekten Masseebenen-Designs möglicherweise nicht offensichtlich. Wenn Sie jedoch Best Practices für das Design von analogen oder gemischten Schaltungen ignorieren, haben Sie möglicherweise eine Reihe gefüllter, aber inakzeptabler Leiterplatten. Dies kann Interferenzen und Übersprechen verursachen, daher ist es notwendig, schnell bessere Designs zu erstellen.

Obwohl ich das Glück hatte, die schlecht geerdete Leiterplatte retten zu können, stelle ich jetzt sicher, dass das Masseebene Design in zukünftigen Designs korrekt verwendet werden kann. Denken Sie daran, die analoge und digitale Erdung gegebenenfalls um einen Punkt zu trennen und den aktuellen Strömungspfad zu berücksichtigen.

4. Falsches Montageloch

Montagelöcher helfen, elektromagnetische Störungen (EMI) zu reduzieren. Wenn Ihre Montagelochkoordinaten jedoch geschlossen sind, kann eine funktionale Leiterplatte nicht an ihrem Gehäuse befestigt werden. Stellen Sie sicher, dass Ihre Koordinaten genau sind, sonst gibt es möglicherweise keine eindeutige Möglichkeit, die Schrauben zu befestigen.

Für das Design der Montage der Leiterplatte am Gehäuse, Es ist wichtig, die Leiterplattenlayout und die Montagelöcher auf der richtigen Koordinate platzieren, bevor andere Bauteile befüllt werden.

Das Bohren ist ungültig, wenn die Bohrposition falsch ist.

5. Übermäßige Stromdichte auf dünnem Kupferdraht

Was passiert, wenn Sie alle Benchmarks durch Berechnungen des Leistungsbudgets auf Subschaltungsebene abdecken? Der Fehler ist das Versagen, den Gesamtstrom durch die Primärspannungssignalspur zu berücksichtigen. Ein weiterer Fehler ist das Fehlen einer ausreichenden Kupferbreite. Diese Fehler können zu Überhitzung oder in einigen Fällen zu einer vollständigen Trennung des Kupfers führen. Die korrekte Leistungsbudgetanalyse sollte die erforderliche Gleisbreite eindeutig anzeigen.