PCB Tecnico - Dieci regole d'oro della progettazione del circuito stampato PCB

Sebbene l'attuale livello di integrazione dei semiconduttori stia diventando sempre più alto, molte applicazioni hanno anche system-on-chip disponibili in qualsiasi momento e molte schede di sviluppo potenti e out-of-the-box stanno diventando sempre più facilmente disponibili, ma l'applicazione di prodotti elettronici in molti casi d'uso deve ancora utilizzare PCB personalizzati. Nello sviluppo una tantum, anche un PCB ordinario può svolgere un ruolo molto importante. PCB è la piattaforma fisica per la progettazione e la parte più flessibile per la progettazione di sistemi elettronici di componenti originali. Questo articolo introdurrà diverse regole d'oro della progettazione PCB. La maggior parte di queste regole non sono cambiate dalla nascita della progettazione commerciale del PCB 25 anni fa e sono ampiamente applicabili a vari progetti di progettazione del PCB, sia per i giovani ingegneri di progettazione elettronica che per quelli più maturi. I produttori di circuiti stampati hanno un grande ruolo guida.

Il seguente contenuto di questo articolo introduce le dieci regole di progettazione più efficaci che gli ingegneri di progettazione elettronica dovrebbero tenere a mente e praticare quando utilizzano software di progettazione per la progettazione di layout PCB e la produzione commerciale. Gli ingegneri non hanno bisogno di eseguire queste regole in ordine cronologico o relativo importanza. Hanno solo bisogno di seguirli tutti per cambiare notevolmente il design del prodotto.

Regola 1: Scegliere il set di griglia giusto e utilizzare sempre la spaziatura griglia corrispondente alla maggior parte dei componenti. Anche se la multi-griglia sembra essere efficace, se gli ingegneri possono pensare di più nella fase iniziale della progettazione del layout PCB, possono evitare problemi incontrati nelle impostazioni di spaziatura e massimizzare l'uso dei circuiti stampati. Poiché molti dispositivi utilizzano confezioni multiple, gli ingegneri dovrebbero utilizzare il prodotto che è più favorevole al proprio design. Inoltre, i poligoni sono molto importanti per il rame del circuito stampato. I circuiti stampati multi-griglia generalmente hanno deviazioni di riempimento poligonali quando viene applicato il rame poligonale. Sebbene non sia standard come basato su una singola griglia, può fornire più della durata richiesta del circuito stampato.

Regola 2: mantenere il percorso più breve e più diretto. Sembra semplice e comune, ma va tenuto presente in ogni fase, anche se significa cambiare il layout del circuito per ottimizzare la lunghezza del cablaggio. Ciò è particolarmente applicabile ai circuiti digitali analogici e ad alta velocità le cui prestazioni del sistema sono sempre parzialmente limitate da impedenza e effetti parassitari.

Regola 3: Utilizzare il livello di potenza il più possibile per gestire la distribuzione di linee elettriche e linee di terra. Lo strato di potere rame è una scelta più veloce e più semplice per la maggior parte dei software di progettazione PCB. Collegando un gran numero di fili in comune, è possibile garantire che la corrente con la massima efficienza e la più piccola impedenza o caduta di tensione sia fornita e, allo stesso tempo, è previsto un adeguato percorso di ritorno a terra. Se possibile, è anche possibile eseguire più linee di alimentazione nella stessa area del circuito stampato per confermare se lo strato di terra copre la maggior parte di un determinato strato del PCB, il che favorisce l'interazione tra le linee in esecuzione su strati adiacenti.

Regola 4: Componenti correlati al gruppo insieme ai punti di prova richiesti. Ad esempio: posizionare i componenti discreti richiesti dagli amplificatori operativi OpAmp più vicini al dispositivo in modo che condensatori e resistenze bypass possano lavorare con loro nello stesso luogo, contribuendo così ad ottimizzare la lunghezza del cablaggio menzionata nella seconda regola, consentendo anche test e rilevamento dei guasti Diventa più conveniente.

Regola 5: Copiare il circuito stampato richiesto più volte su un altro circuito stampato più grande per l'imposizione PCB. La scelta della dimensione più adatta alle apparecchiature utilizzate dal produttore contribuirà a ridurre i costi di prototipazione e produzione. Per prima cosa eseguire il layout del circuito stampato sul pannello, contattare il produttore del circuito stampato per ottenere le specifiche di dimensione preferite per ogni pannello, quindi modificare le specifiche di progettazione e provare a ripetere il progetto più volte all'interno di queste dimensioni del pannello.

Regola 6: integrare i valori dei componenti. Come progettista, sceglierai componenti discreti con valori di componente più alti o più bassi ma le stesse prestazioni. Integrando all'interno di una gamma di valori standard più piccola, la fattura dei materiali può essere semplificata e i costi possono essere ridotti. Se si dispone di una serie di prodotti PCB basati sul valore del componente preferito, sarà più favorevole a prendere la decisione corretta di gestione dell'inventario da una prospettiva a lungo termine.

Regola 7: Eseguire il più possibile controlli delle regole di progettazione (RDC). Anche se ci vuole solo un breve tempo per eseguire la funzione RDC sul software PCB, in un ambiente di progettazione più complesso, a condizione che si eseguono sempre controlli durante il processo di progettazione, è possibile risparmiare molto tempo. Questa è una buona abitudine che vale la pena mantenere. Ogni decisione di cablaggio è fondamentale e puoi essere ricordato il cablaggio più importante in qualsiasi momento implementando RDC.

Regola 8: Utilizzare la serigrafia in modo flessibile. La serigrafia può essere utilizzata per contrassegnare varie informazioni utili per l'uso futuro da parte di produttori di circuiti stampati, tecnici di assistenza o test, installatori o debugger di apparecchiature. Non solo contrassegnare chiare etichette di funzioni e punti di prova, ma anche contrassegnare il più possibile la direzione di componenti e connettori, anche se questi commenti sono stampati sulla superficie inferiore dei componenti utilizzati sul circuito stampato (dopo il montaggio del circuito stampato). L'applicazione completa della tecnologia di serigrafia sulle superfici superiori e inferiori del circuito stampato può ridurre il lavoro ripetitivo e semplificare il processo di produzione.

Regola 9: I condensatori di disaccoppiamento devono essere selezionati. Non cercare di ottimizzare il design evitando di disaccoppiare le linee elettriche e in base ai valori limite contenuti nella scheda tecnica dei componenti. I condensatori sono economici e durevoli. È possibile spendere il più tempo possibile per assemblare i condensatori. Allo stesso tempo, segui la Regola 6 e usa l'intervallo di valori standard per mantenere ordinato il tuo inventario.

Regola 10: Generare i parametri di produzione PCB e verificarli prima di presentare per la produzione. Anche se la maggior parte dei produttori di circuiti stampati sono felici di scaricarlo direttamente e verificarlo per voi, è meglio per voi stampare prima il file Gerber e utilizzare un visualizzatore gratuito per verificare se è come previsto per evitare malintesi. Attraverso la verifica personale, si possono anche riscontrare errori negligenti, e quindi evitare perdite causate dal completamento della produzione secondo parametri errati.