Menguasai Desain PCB: 11 Teknik Esensial untuk Pembuatan Sirkuit Efisien

Saat merancang atau membangun papan sirkuit, terkadang mungkin terasa seperti perlu waktu lama bagi Anda untuk menyelesaikan desain akhir. Terkadang itu karena mengotak-atik tembaga dan solder Anda, mencoba memastikan bahwa Anda akhirnya mencetak papan sirkuit cetak pada akhirnya, atau bahkan masalah desain seperti teknologi lubang melalui atau desain tata letak dengan pad, via, dan masalah integritas sinyal apa pun.

Dengan mengikuti prosedur yang tepat langkah demi langkah, Anda akan menghindari kesalahan di masa depan, dan jika Anda menemukan diri Anda di sisi yang salah, troubleshooting tidak akan menjadi kesulitan. Jadi tanpa basa-basi, mari kita langsung mulai.

Verifikasi Tata Letak Papan dan Tumpukan Lapisan

Kas Anda telah melakukan ini untuk waktu yang lama, Anda tahu betapa pentingnya untuk mengetahui perangkat lunak desain Anda. Ini memastikan Anda mendapatkan papan cetak yang dirancang dengan cara yang tepat. Menempatkan jejak untuk perutean dan penempatan tembaga atau menjalankan lapisan yang diperlukan untuk solder terkadang bisa sulit tanpa integrasi yang tepat dan dapat diandalkan dari tangkapan skematik ke tata letak.

Anda dapat memverifikasi tata letak papan sirkuit Anda dengan menggunakan pemeriksaan aturan desain (DRC). Saat Anda memindahkan data skematik Anda ke PCB Doc, jejak komponen akan ditampilkan selain garis batas papan yang ditentukan. Sebelum Anda menempatkan komponen, Anda harus menentukan tata letak PCB. bentuk, tumpukan, dan lapisan menggunakan manajer tumpukan.

Berikan Jarak di Antara Komponen

Meskipun terkadang menarik untuk menumpuk semua bahan erat satu sama lain. Anda mungkin menemukan nanti bahwa tidak cukup ruang untuk merute sirkuit Anda. Oleh karena itu, penting untuk memberi sedikit ruang di antara komponen sehingga kabel memiliki ruang untuk menyebar.

Biasanya, semakin banyak pin yang dimiliki komponen, semakin banyak ruang yang dibutuhkan. Memberikan jarak pada elemen Anda juga memfasilitasi kemudahan dalam solder. Secara umum, seberapa baik Anda menempatkan komponen Anda akan menentukan seberapa mudahnya untuk memproduksi papan Anda.

Tukar Arah Perantara di Antara Lapisan

Saat mempertimbangkan tata letak PCB, penting untuk memastikan bahwa arah perantara berbeda di lapisan yang berurutan. Misalnya, jika perantara horizontal digunakan pada segmen tertentu. maka pemasangan vertikal harus digunakan di lapisan berikutnya. Pola ini harus diulang di semua lapisan jika Anda menangani PCB multi-lapisan.

Di sisi lain, menggambar jejak horizontal di satu sisi dan tanda vertikal menyederhanakan perantara garis yang telah melintasi garis lain. Jadi untuk PCB dengan banyak lapisan, disarankan untuk bergantian di antara arah. 

Pilih Lebar Garis Bergantung pada Arus

Papan sirkuit berfungsi paling baik hanya jika memungkinkan aliran arus lancar. Aliran arus yang tidak terganggu sangat penting dalam operasi yang tepat dari perangkat. Oleh karena itu, memilih lebar garis yang tidak menghambat aliran arus adalah cara pintar untuk memaksimalkan produktivitas tata letak.

Mengetahui lebar garis akan memungkinkan Anda untuk memasukkan estimasi arus dan ketebalan Anda dan oleh karena itu mendapatkan nilai lebar jejak sebagai balasan untuk lapisan eksternal dan internal. Namun, dalam kasus di mana Anda memiliki kesempatan untuk menggunakan lebar yang lebih besar dari yang disarankan kalkulator Anda, Anda tidak boleh ragu. Asalkan Anda memenuhi persyaratan produsen Anda. semakin besar jejak Anda, semakin besar kemungkinan papan Anda akan menahan koneksi yang terputus.

Menentukan Perutean dan Via

Perutean menambahkan kabel yang diperlukan dalam koneksi komponen yang dirancang dengan benar. Anda akan membantu jika Anda mencoba menggunakan pedoman perutean yang baik dan menggunakan alat desain perangkat lunak yang Anda inginkan secara bijak untuk membuat proses lancar, seperti pengkodean warna melalui perutean dan menyoroti jaring.

Via adalah komponen penting ketika berkaitan dengan PCB multi-lapisan. Mereka digunakan untuk menghubungkan berbagai lapisan di dalam dan di luar PCB multi-lapisan. Via digunakan untuk menghubungkan secara listrik dan termal jejak, poligon, dan pad ke segmen PCB yang berbeda.

Biasanya, Anda menempatkan via pengorbanan di papan pada segmen papan produksi. Ini adalah agar Anda dapat memotong via dan memeriksa penampang lintang untuk menentukan efisiensi proses pelapisan listrik.

Membangun Papan Sirkuit – Hindari Sudut 90º dengan Jejak.

Sulit untuk mempertahankan lebar jejak konsisten dengan putaran sudut kanan tajam. Itu harus menjadi kasus, terutama dengan jejak sempit, di mana perbedaan kecil saja membuat bagian besar dari bukti. Itulahnya, lebih baik melakukan dua lenturan 45º. Juga, Anda berpeluang mendapatkan banyak tanda sudut 90º kembali yang tidak sepenuhnya tergores, yang mengakibatkan pendek.

Membangun Papan Sirkuit – Pertimbangkan Titik Panas

Panas dapat mengurangi performa sirkuit dan terkadang bahkan merusaknya ketika pengakhiran panas tidak dilakukan dengan benar. Parameter yang dikenal sebagai resistansi termal menunjukkan berapa banyak suhu yang ditambahkan per watt daya ketika Anda memenuhi kondisi tertentu. Selain komponen, kekuatan jaring listrik, via, dan jejak tembaga semuanya dalam hal ini berkontribusi pada produksi panas.

Desainer diharapkan untuk mencoba menghasilkan PCB yang bekerja dan tetap di bawah batas suhu aman bagi desainer untuk menghindari kegagalan atau kerusakan sirkuit. Beberapa sirkuit bekerja dengan baik tanpa pendinginan tambahan, tetapi ada situasi tertentu di mana peningkatan heat sink dan kipas pendingin atau keduanya tidak dapat dihindari.

Membangun Papan Sirkuit – Selalu Gunakan Simbol yang Sama untuk Perangkat yang Sama

Untuk konsisten dengan skematik Anda, Anda harus selalu menggunakan simbol yang sama untuk mewakili perangkat yang sama. Misalnya, menempatkan resistor IEEE pada skema Anda dan resistor Eropa akan membingungkan Anda.

Sebelum Anda merancang skematik Anda, Anda harus meluangkan waktu untuk mengevaluasi semua simbol listrik yang dapat diidentifikasi dan memastikan Anda selalu menggunakan simbol yang sama di semua proyek Anda.

Membangun Papan Sirkuit – Tips untuk Sirkuit Campuran

Jaga tanah digital dan analog terpisah

Sama halnya dengan sirkuit daya, papan PCB, Anda perlu menjaga tanah digital dan analog terpisah. Ini diperlukan karena lonjakan tegangan dan arus yang dipancarkan dari sirkuit papan PCB digital terkadang dapat menciptakan interferensi pada sirkuit yang terletak di analog. Ini dapat mempengaruhi performa mereka. Jika Anda mengikat mereka bersama di PCB, maka Anda harus mengikat mereka di akhir jalur pasokan, dekat dengan koneksi tanah PCB.

Lindungi tanah analog dari kebisingan

Jika ada interferensi yang ada di tanah analog, itu akan memiliki efek yang sama seperti yang akan terjadi pada garis sinyal. Jika Anda ingin bidang tanah yang besar untuk mengurangi resistansinya, yang membuatnya lebih rentan terhadap kapasitif coupling ke garis yang diroute di bawah atau di atasnya. Dengan demikian, tanah analog seharusnya memiliki garis analog yang melintasi dan juga digital. Melakukan itu mengurangi kapasitif coupling di antara sirkuit analog dan digital.

Membangun Papan Sirkuit – Pastikan Setiap Bagian Punya Desainator Unik

Untuk meningkatkan keandalan dan keterbacaan skematik Anda, semua simbol dalam sirkuit Anda perlu memiliki desainator yang berbeda untuk membuat setiap bagian dapat diidentifikasi. Setiap resistor diharapkan mengikuti pola penamaan yang konsisten R1, R2, R3, dll.

Jika Anda bermaksud untuk menggunakan komponen dengan persyaratan performa spesifik, Anda harus menambahkan label ke simbolnya. Contohnya adalah Anda mungkin harus menambah label untuk bagian yang terdiri dari persyaratan lebar jejak spesifik, impedansi, atau pelindung khusus.

Membangun Papan Sirkuit – Ketahui Spesifikasi Produsen

Setiap produsen memiliki spesifikasinya sendiri, seperti lebar jejak minimum, jumlah lapisan, dll. Sebelum Anda memulai desain Anda, Anda perlu mempertimbangkan apa yang Anda butuhkan dan mencari produsen yang memenuhi persyaratan Anda. Anda harus menyertakan grade bahan papan sirkuit cetak dalam kebutuhan Anda yang berkisar dari FR-1 hingga FR-5. FR-1 juga dikenal sebagai campuran kertas-fenolik, dan FR- adalah kain kaca dan eposi.

Dengan informasi ini, Anda dapat mengatur lebar jejak Anda dan ingin jaraknya bagaimana alih-alih meroute ulang seluruh tata letak papan.

Anda harus ingat bahwa jenis bahan yang Anda pilih akan mempengaruhi resistansi api, daya tahan, kekuatan, dan penyerapan kelembapan papan sirkuit.

Ringkasan

11 tips terbaik untuk memastikan produksi papan sirkuit Anda berjalan sesuai rencana. WellPCB adalah perusahaan yang terkenal terpercaya yang memahami bahwa pelanggan adalah prioritas. Kami memiliki dua pabrik PCB modern dan satu pabrik rangkaian PCB.

Anda dapat memesan apa pun mengenai pemesanan cetak, pengiriman cepat, dan biaya rendah semua pelanggan terhormat kami di seluruh dunia.