È importante garantire l'affidabilità di un progetto PCB, poiché qualsiasi errore di progettazione, anche minimo, può rallentare il processo di produzione e assemblaggio più dettagliato e, di conseguenza, comportare costi più elevati. Come principiante nella progettazione di PCB, ti renderai conto che tendono a sorgere più problemi rispetto a un progettista esperto. In questo articolo, elenchiamo i 10 errori più comuni nella progettazione di PCB e forniamo le relative soluzioni per i principianti, in modo da evitarli.
Larghezza traccia impropria
Per semplicità, è allettante utilizzare una larghezza di traccia uniforme su tutta la scheda, ma non è la soluzione migliore, poiché diversi tipi di segnali e di alimentazione richiedono larghezze di traccia variabili. Ad esempio, le tracce che trasportano alimentazione devono essere più larghe per dissipare il calore con un flusso di corrente maggiore senza bruciarsi. D'altra parte, i segnali ad alta impedenza richiedono tracce strette per ridurre al minimo la capacità parassita. I segnali a radiofrequenza sono particolarmente vulnerabili e potrebbero richiedere il valore esatto delle larghezze di traccia per corrispondere all'impedenza caratteristica.
Ulteriori letture: Larghezza delle tracce del PCB: perché è importante per le prestazioni della scheda
Spaziatura delle tracce inadeguata
I produttori stabiliscono requisiti di distanza minima per la produzione di PCB. In particolare, i progettisti inesperti considerano il rispetto di questi requisiti minimi come l'opzione migliore; tuttavia, ciò comporta costi più elevati, rese inferiori e un accoppiamento traccia-traccia più esteso. Una spaziatura inferiore si traduce in un aumento di diafonia e rumore, che si traduce in una scarsa qualità del segnale. Pertanto, si consiglia di mantenere una distanza sufficiente tra le tracce, ovvero una distanza tra le tracce pari ad almeno 3 volte la distanza tra lo strato del segnale e lo strato di riferimento più vicino.
Lunghezza eccessiva della traccia
Per le tracce che devono trasferire segnali ad alta velocità, è necessario che siano progettate per essere corte e dritte. In caso di lunghezza eccessiva, si rischia di incorrere in problemi come la riflessione del segnale, una maggiore suscettibilità alle interferenze elettromagnetiche (EMI) e un aumento dei costi. La traccia può essere considerata un linea di trasmissione quando la lunghezza di una traccia è superiore a un decimo della lunghezza d'onda del segnale che la attraversa. In questo caso, oltre alla lunghezza, è necessario effettuare un calcolo dell'impedenza (utilizzando uno dei tanti strumenti specifici, anche gratuiti in rete) per verificare l'accoppiamento di impedenza ed evitare perdite di potenza del segnale.
Posizione errata dei condensatori di disaccoppiamento
Le linee di alimentazione del PCB devono utilizzare condensatori di disaccoppiamento Per fornire a tutti i componenti della scheda un'alimentazione stabile, priva di transitori o oscillazioni. Questi condensatori devono essere sempre in parallelo all'ingresso dell'alimentatore e devono essere posizionati il più vicino possibile al pin del componente che richiede alimentazione. La linea di alimentazione che deriva dalla fonte di alimentazione deve essere ben posizionata sul PCB in modo che arrivi al condensatore di disaccoppiamento prima di raggiungere il pin che necessita di una tensione stabile.
Posizionare le parti troppo vicine al bordo della tavola
In un progetto PCB, se si inserisce il Piazzola per PCB Se troppo vicino al bordo, il pad potrebbe danneggiarsi durante l'assemblaggio. Un buon design garantisce che i pad siano all'interno dei limiti della scheda. La tolleranza standard per la lunghezza e la larghezza di un PCB è di ± 020 pollici. Se la scheda utilizza la tecnologia SMT per la saldatura dei componenti, assicurarsi di lasciare spazio extra per consentire ai produttori di PCB di afferrare perfettamente la scheda durante l'assemblaggio. SMT processo. In caso contrario, il produttore dovrà utilizzare guide o supporti per supportare il PCB, il che aumenterà i costi di produzione.
Posizionare i pad SMT troppo vicini tra loro
I componenti SMT hanno maschere di saldatura più grandi dell'area dei loro pad. Tuttavia, le singole maschere di saldatura non devono intersecarsi tra loro. Altrimenti, durante la rifusione della saldatura, alcune parti potrebbero spostarsi verso il centro (e tra loro). Non è necessario un unico grande pezzo di rame e, allo stesso tempo, non si vuole che diverse parti migrino verso il centro e si scontrino tra loro, interrompendo il processo di produzione e causando diverse imperfezioni. Per risolvere tali problemi, è necessario lasciare uno spazio adeguato tra i pad SMT.
Vie mancanti o inadeguate
I fori di via vengono utilizzati per l'interconnessione degli strati di un PCB e per la dissipazione del calore. Se i fori di via non vengono utilizzati correttamente, tendono a sorgere problemi come una scarsa qualità del segnale e una scarsa distribuzione dell'alimentazione. Si raccomanda ai progettisti di implementare un numero e una dimensione appropriati di fori di via per la connessione di alimentazione e di terra, a seconda delle correnti necessarie al componente e della frequenza dei segnali. I fori di via termici sono rilevanti quando è necessario un dissipatore di calore in aree applicative ad alta potenza.
Utilizzo eccessivo di livelli nel design
Non c'è dubbio che i PCB multistrato offrono molti vantaggi, come un maggiore spazio di routing e una migliore integrità del segnaleTuttavia, l'eccessivo utilizzo di strati quando non è necessario non farebbe altro che aumentare i costi e complicare il processo di fabbricazione. Pertanto, i progettisti di PCB devono valutare attentamente i requisiti del circuito, considerando soluzioni migliori come l'ottimizzazione del posizionamento dei componenti o l'utilizzo di diverse strategie di routing, anziché aggiungere strati. Una progettazione PCB efficace può garantire le stesse prestazioni mantenendo al contempo i costi entro il budget.
Interferenza elettromagnetica (EMI)
La causa più comune delle interferenze elettromagnetiche è legata alla scarsa progettazione dei circuiti stampati. ridurre al minimo le EMI nel PCB, si suggerisce di raggruppare gli elementi in base alla loro funzionalità, come circuiti analogici, digitali, di potenza, a bassa frequenza, ad alta frequenza o altri, ecc. Tuttavia, è opportuno ridurre al minimo, o preferibilmente eliminare, gli angoli retti sulle tracce e impiegare contenitori metallici e cavi schermati che a loro volta consentono l'assorbimento delle interferenze.
Disposizione errata dell'antenna
Se il PCB include antenne per la comunicazione wireless, la posa del circuito deve essere eseguita con molta attenzione per evitare errori. Pertanto, è essenziale adattare l'impedenza tra il ricetrasmettitore e l'antenna per ottimizzare il trasferimento di potenza. In generale, il cavo che collega il ricetrasmettitore all'antenna dovrebbe idealmente avere un'impedenza di 50 Ω. Per una regolazione dell'impedenza effettiva e corretta, è necessario posizionare un filtro sintonizzatore Pi (LC) o qualsiasi altro circuito di adattamento tra l'antenna integrata e il ricetrasmettitore.
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