Pedoman Desain Layout PCB Esensial untuk Insinyur: Bangun Papan Berkualitas Tinggi dan Handal
Sebagai langkah awal dari proses pembuatan PCB, PCB layout adalah salah satu fase paling signifikan dalam desain PCB karena kualitasnya secara esensial menentukan kualitas routing PCB, yang lebih jauh mempengaruhi keandalan dan fungsionalitas akhir PCB. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa tata letak PCB yang wajar membuka jalan untuk papan PCB berkualitas tinggi. Namun, tata letak PCB yang tidak wajar mungkin menyebabkan masalah dalam hal fungsionalitas dan keandalan. Tata letak PCB yang dirancang dengan baik akan membawa lebih banyak kemudahan karena tidak hanya menghemat ruang permukaan PCB tetapi juga menjamin performa rangkaian.
Tata letak PCB terutama ada dalam dua tipe, tata letak interaktif dan tata letak otomatis. Secara umum, tata letak otomatis mengembangkan kerangka yang disesuaikan oleh tata letak interaktif. Durante tata letak PCB, redistribusi dapat diterapkan pada gate circuit sesuai dengan situasi spesifik routing. Dua gate circuit ditukar, yang kemudian akan menjadi tata letak optimal yang paling ramah untuk routing.
Setelah selesai tata letak PCB, beberapa informasi dapat dilabeli pada file desain PCB atau skematik sehingga informasi atau data yang berkaitan dengan PCB konsisten dengan yang digambarkan dalam skematik. Akibatnya, perubahan sinkron dapat dipertahankan dalam pembuatan profil dan modifikasi desain PCB. Lebih jauh, pembaruan dilakukan pada data analog dan verifikasi tingkat papan dapat diimplementasikan pada performa listrik dan fungsi.
Aturan Dasar Tata Letak PCB
Dasarnya, tata letak PCB harus mematuhi dua aturan dasar:
1). Tata letak PCB harus memastikan kualitas tinggi.
2). Tata letak PCB harus terlihat rapi dan jelas dalam penampilan, yang memungkinkan komponen diletakkan merata di permukaan papan.
td>Sekarang produk berperforma baik dalam hal dua aspek yang disebutkan di atas, dapat dianggap sempurna.
Pedoman Praktis Tata Letak PCB
Pedoman#1. Loop harus pendek sebanyak mungkin.
Loop, terutama loop frekuensi tinggi, harus pendek sebanyak mungkin. Loop kecil biasanya memiliki induktansi dan resistansi yang lebih rendah dan dapat membantu mengurangi jumlah sinyal yang dikopel ke node yang berasal dari sumber eksternal atau ditransmisikan oleh node. Induktansi dapat diturunkan jika loop terletak pada lapisan ground. Anda juga dapat menjaga loop rangkaian Op-amp pendek sebanyak mungkin untuk mencegah kebisingan yang dikopel ke rangkaian.
Pedoman#2. Thermal via harus ditempatkan dengan tepat.
Via mentransfer panas dari satu ujung PCB ke sisi lain, yang sangat berguna ketika papan dipasang pada heat sink pada chassis. Dalam kondisi tersebut, chassis akan lebih lanjut membuang panas. Via besar berperforma lebih baik daripada via kecil dalam efisiensi pendinginan termal. Banyak via bekerja lebih efisien daripada satu via dalam hal pendinginan termal dan mengurangi suhu operasional komponen. Suhu operasional yang lebih rendah mengarah pada keandalan yang lebih tinggi.
Pedoman#3. Ukuran dan jumlah via harus diatur dengan wajar.
Via memiliki baik induktansi dan resistansi. Jika Anda berencana untuk mengatur routing dari satu ujung papan PCB ke ujung lain dan memanggil induktansi atau resistansi yang relatif rendah, banyak via dapat diandalkan. Via besar memiliki resistansi yang lebih rendah. Metode ini bekerja sangat berguna ketika kapasitor filter dan node arus tinggi dihubungkan ke ground.
Pedoman#4. Perhatikan komponen sensitif panas.
Komponen sensitif panas harus ditempatkan jauh dari komponen yang menghasilkan panas. Komponen sensitif panas termasuk termokopel dan kapasitor elektrolitik. Pengukuran suhu mungkin akan terpengaruh ketika termokopel terletak dekat sumber panas. Kapasitor elektrolitik akan mengalami penurunan umur operasional ketika kapasitor elektrolitik terletak dekat komponen yang menghasilkan panas. Komponen yang menghasilkan panas mungkin termasuk dioda, inductor, dioda, jembatan pengubah arah, MOSFET dan resistor yang panasnya bergantung pada arus yang mengalir melalui mereka.
Pedoman#5. Kapasitor decoupling harus ditempatkan dengan hati-hati.
Kapasitor decoupling harus ditempatkan dekat pin daya atau ground IC untuk memaksimalkan efisiensi decoupling. Kapasitansi kedinginan akan disebabkan ketika kapasitor ditempatkan di tempat yang jauh. Banyak via harus diatur antara pin kapasitor dan lapisan ground sehingga induktansi dapat dikurangi.
Pedoman#6. Pad termal harus ditempatkan dengan cerdas.
Pengaturan pad termal bertujuan untuk membuat jarak sem kecil mungkin antara trace atau fill dan pin komponen, yang bermanfaat untuk soldering. Koneksi kecil pendek ketika datang pada pengurangan resistansi. Setelah pad termal pada pin komponen tidak diterapkan, suhu komponen akan lebih rendah. Koneksi termal yang lebih baik tersedia menghubungkan trace atau fill, yang membantu pendinginan termal. Namun, lebih sulit untuk solder atau desolder.
Pedoman#7. Trace digital dan kebisingan harus jauh dari rangkaian analog.
td>Trace atau konduktor paralel dapat menyebabkan terjadinya kapasitansi. Sinyal cenderung terkopel pada rangkaian ketika trace terletak terlalu dekat satu sama lain, yang terutama benar untuk frekuensi yang relatif tinggi. Trace frekuensi tinggi dan kebisingan harus jauh dari yang Anda tidak ingin diganggu oleh kebisingan.
Pedoman#8. Jarak antara trace dan mounting via harus diatur dengan tepat.
Ruang yang cukup harus dipertahankan antara tembaga trace atau fill dan mounting vias untuk mencegah bahaya getah listrik. Solder mask bukan induktor yang andal sehingga jarak yang cukup juga harus dipertahankan antara tembaga dan perangkat mounting apa pun.
Pedoman#9. Ground mungkin berbahaya jika Anda sedikit memperhatikannya dalam tata letak PCB.
Ground bukan konduktor ideal sehingga hati-hati harus diambil saat menempatkan ground kebisingan jauh dari sinyal tenang. Ground trace harus cukup besar untuk membawa arus yang mengalir. Menempatkan lapisan ground di bawah trace sinyal dapat membantu mengurangi impedansi trace, yang merupakan kondisi ideal.
Pedoman#10. Papan PCB harus dianggap sebagai heat sink.
Lebih banyak tembaga harus ditempatkan di sekitar komponen pemasangan permukaan sehingga area permukaan ekstra dapat disediakan untuk membuang panas, yang merupakan metode yang membawa efisiensi yang lebih tinggi. Pedoman serupa bahkan disebutkan dalam datasheet beberapa komponen.
Tips Tambahan Tata Letak PCB
Setelah tata letak PCB selesai, sebelum melanjutkan ke langkah berikutnya, silakan periksa tata letak PCB Anda dengan hati-hati berdasarkan tips berikut.
1). Ukuran papan harus diperiksa untuk memastikan apakah kompatibel dengan yang digambarkan dalam skematik atau persyaratan teknik pembuatan PCB dan apakah ada mark fiducial.
2). Komponen harus dijamin bahwa tidak ada konflik dalam ruang dua dimensi dan tiga dimensi.
3). Komponen harus diperiksa untuk memastikan semua komponen didistribusikan secara rapi dan merata.
4). Komponen yang memerlukan penggantian berikutnya harus diperiksa untuk memastikan mereka dapat diakses untuk penggantian atau modifikasi.
5). Jarak yang cukup telah dipertahankan antara komponen sensitif panas dan komponen yang menghasilkan panas.
6). Komponen yang dapat disesuaikan harus dijamin dapat disesuaikan dengan nyaman.
7). Area pendinginan termal harus berisi heat sink dan memiliki aliran udara yang mulus.
8). Aliran sinyal harus mulus dan interkoneksi harus pendek sebanyak mungkin.
Dapat Desain PCB yang Sempurna? Lalu Anda Butuh Produsen PCB yang Handal untuk Mencetak Papan Anda!
PCBCart telah memproduksi papan sirkuit untuk perusahaan di seluruh dunia selama lebih dari 10 tahun. Berikan kami file desain PCB Anda, kami menjamin Anda mendapatkan papan sirkuit yang berfungsi sepenuhnya dalam waktu singkat. Baru saja selesai desain PCB baru dan mencari Rumah PCB? Periksa seberapa banyak yang dapat Anda hemati ketika menggunakan layanan pembuatan PCB kustom kami.
Sumber Berguna:
• Pertimbangan Tata Letak Sinyal Campuran
• Tips Tata Letak Kecepatan Tinggi
• Pengaruh Tata Letak PCB terhadap Performa EMC Produk Elektronik
• Aturan Tata Letak dan Tracing untuk Assembly Box Build
• Layanan Pembuatan PCB Full Feature dengan Banyak Opsi Nilai Tambah
• Persyaratan File untuk Pembuatan PCB yang Efisien
• Perbandingan Layanan Pembuatan PCB Prototipe dan Standar
• Kapan Menggunakan Layanan Prototipe PCB dan kapan beralih ke Layanan PCB Standar
• Kecuali Pembuatan PCB, PCBCart Juga Menawarkan Layanan Assembly PCB Turnkey Penuh
