Panduan Singkat untuk Tata Letak PCB Pemula

PCB, kependekan dari Printed Circuit Board, adalah platform dasar untuk membawa komponen elektronik untuk mencapai fungsi yang sesuai. Berdasarkan bahan substrat, PCB dibuat sesuai dengan file desain PCB dengan koneksi yang dicapai antara lapisan papan, papan dan komponen. Fungsi utama PCB terletak pada peran transmisi relai dengan kontribusi penuh pada sambungan listrik antara semua bagian di sekitar papan sirkuit. Oleh karena itu, PCB biasanya dianggap sebagai inti dari produk elektronik.

PCB harus diproduksi secara ketat sesuai dengan file desain PCB termasuk file Gerber, file bor NC, file desain stensil, dll. Semuanya bersama-sama pada akhirnya akan menghasilkan PCB nyata. Artikel ini akan memberikan panduan singkat tentang tata letak PCB untuk pemula desain PCB, yang mencakup isu-isu utama tentang desain dan tata letak PCB. Semoga artikel ini menjadi balutan bagi para insinyur elektronik pemula.

Apa itu Tata Letak PCB?

Tata letak PCB terutama berisi penempatan komponen di papan, perutean, lebar jejak, spasi jejak, dll. Karena papan PCB diterapkan di hampir semua produk elektronik, PCB telah banyak diterapkan di bidang-bidang seperti elektronik konsumen, informasi, telekomunikasi, perawatan medis atau bahkan kedirgantaraan . Tata letak PCB memainkan peran penting dalam memengaruhi fungsi dan kinerja yang diharapkan.

Dasar-dasar Tata Letak PCB

Dalam proses menggambar skema dengan perangkat lunak desain PCB, penting untuk menguasai singkatan elektronik sejak awal tiga huruf biasanya digunakan untuk mewakili suatu istilah. Misalnya, RES adalah singkatan dari resistor; CAP adalah singkatan dari kapasitor; IND adalah singkatan dari induktor. Jadi, sangat penting untuk menguasai beberapa istilah elektronik:tegangan, arus, Ohm, Volt, Ampere, Watt, rangkaian, elemen rangkaian, resistansi, resistor, induktansi, induktor, kapasitansi, kapasitor, hukum Ohm, hukum Kirchhoff, hukum tegangan Kirchhoff (KVL), hukum Kirchhoff saat ini (KCL), loop, jaringan, jaringan dua terminal pasif, jaringan dua terminal aktif.

Masalah yang Tidak Dapat Dihindari untuk Dipertimbangkan dalam Tata Letak PCB

• Jarak Minimum

Desain PCB harus menampilkan bingkai dan jarak minimum antara garis bingkai dan pin komponen harus minimal 2mm dan rasional untuk mengaturnya menjadi 5mm.

• Penempatan Komponen

Pada dasarnya, ketika datang ke sistem sirkuit yang berisi sirkuit digital dan sirkuit analog, mereka harus dipisahkan untuk membuat sistem yang digabungkan secara sistematis ke dalam sirkuit yang termasuk dalam kategori yang sama. Selain itu, komponen harus ditempatkan sesuai dengan arah aliran sinyal, fungsi, dan modul.

Unit pemrosesan sinyal input dan komponen penggerak sinyal output harus ditempatkan di dekat sisi papan untuk membuat jalur sinyal input/output sesingkat mungkin dan mengurangi gangguan input/output.

Dalam hal arah penempatan komponen, komponen hanya dapat ditempatkan secara vertikal atau horizontal. Jika perbedaan potensial yang relatif tinggi tersedia antara komponen, jarak antar komponen harus cukup besar untuk menghentikan pemakaian.

Sejauh menyangkut papan sirkuit dengan kepadatan menengah, jarak antara komponen dengan daya rendah harus dipertimbangkan berdasarkan penyolderan. Saat penyolderan gelombang dipilih, jarak antar komponen dapat berkisar antara 50mil hingga 100mil.

Desain Daya dan Garis Tanah dalam Tata Letak PCB

Bukan tugas yang sulit bagi insinyur desain PCB untuk memahami penyebab timbulnya kebisingan antara saluran tanah dan saluran listrik. Bahkan jika tata letak PCB dilakukan dengan sangat baik, gangguan karena pertimbangan yang tidak memadai pada pengaturan saluran listrik dan ground masih akan mengurangi kinerja produk, atau bahkan menyebabkan kegagalan total. Oleh karena itu, tugas layout engineer PCB untuk mengurangi gangguan kebisingan semaksimal mungkin untuk menjamin kualitas produk dengan metode di bawah ini:

sebuah. Lapisan tembaga area besar digunakan sebagai garis tanah dan semua bagian yang tidak digunakan harus dihubungkan dengan tanah, yang dapat digunakan sebagai garis tanah. Dalam hal PCB multi-lapisan, saluran listrik dan arde masing-masing harus diatur dalam lapisan yang berbeda.

b. Kapasitor decoupling harus ditambahkan di antara saluran listrik dan ground.

c. Lebar saluran tanah dan saluran listrik harus diatur semaksimal mungkin. Yang terbaik adalah membuat saluran tanah lebih lebar dari saluran listrik. Susunan lebar saluran tanah, saluran listrik dan saluran sinyal harus:saluran tanah> saluran listrik> saluran sinyal.

d. Garis konduktor ground yang lebar harus digunakan untuk membuat loop pada PCB dengan sirkuit digital.

Tiga Tips untuk Mengurangi EMI di Tata Letak PCB

Pemeliharaan EMC (Electromagnetic Compatibility) adalah suatu keharusan dalam tata letak PCB. Penerapan EMC bertujuan untuk mengurangi EMI (Electromagnetic Interference) semaksimal mungkin. Untuk mengurangi EMI, tiga elemen berikut harus difokuskan:sumber interferensi elektromagnetik, jalur kopling, dan korban.

Untuk mencapai EMC, langkah-langkah harus dimulai dari elemen-elemen di atas. Pertama, sumber interferensi, jalur kopling, dan perangkat sensitif harus dianalisis dan langkah-langkah efektif harus diringkas dan dibuat untuk menghentikan sumber interferensi, menghilangkan atau mengurangi sambungan interferensi, mengurangi respons yang dibuat oleh perangkat sensitif terhadap interferensi, atau meningkatkan tingkat sensitivitas elektromagnetik.

Untuk membatasi gangguan yang disebabkan oleh manusia dan membuktikan keabsahan tindakan teknis yang diterapkan, tindakan organisasi juga harus dilakukan. Dengan demikian, seperangkat peraturan dan standar yang lengkap harus dibuat dan diikuti dengan spektrum yang terdistribusi secara wajar. Selain itu, penerapan spektrum harus dikontrol dan diatur dan mode kerja harus ditentukan sesuai dengan frekuensi, waktu kerja dan arah antena. Lingkungan elektromagnetik harus dianalisis dan penempatannya harus dipilih dengan pemberian EMC.

• Sumber Interferensi Elektromagnetik

Sumber EMI mengacu pada semua jenis (alami atau terpancar oleh perangkat listrik) energi elektromagnetik yang akan membahayakan orang atau perangkat di lingkungan yang sama atau akan membawa kerusakan EMI ke perangkat lain, subsistem atau keseluruhan sistem, yang menyebabkan penurunan kinerja atau kegagalan.

• Jalur Kopling

Jalur kopling mengacu pada akses atau media yang digunakan untuk mengirimkan EMI.

• Korban

Korban mengacu pada manusia atau sistem yang rusak oleh EMI, termasuk komponen, peralatan, subsistem atau sistem yang mengalami penurunan atau kegagalan kinerja.