Introduktion

Förmågan att designa och tillverka tryckta kretskort (PCB) är avgörande för elektroniktillverkare eftersom det gör det möjligt för dem att skapa kompakta och pålitliga elektroniska enheter.

Om du har försökt bygga din alldeles egna krets utan användning av ett PCB, känner du till kampen med att inte riktigt veta varför kretsen inte fungerar som avsett. Kanske är det bara för mycket brus i kretsen eller en lös anslutning någonstans. Vem vet? Om du inte är försiktig kan kretsen till och med zappa dig! Ta nu bara en titt på denna sorgliga krets nedan.

Så hur utrotar vi dessa irriterande faktorer från vår kretsutveckling och hur gör vi våra kretsar vackra och pålitliga? Det gör vi med hjälp av ett kretskort!

PCB Design

Ett PCB (tryckt kretskort) hänvisar till layoutdesignen för ett kretskort som används för att koppla samman elektroniska komponenter.

PCB är vanligtvis gjorda av isolerande material (som glasfiber eller plast) med ledande kopparspår etsade på ytan. Kopparspåren används för att skapa elektriska anslutningar mellan komponenterna monterade på kretskortet.

PCB-utskriften är en visuell representation av det tryckta kretskortets design, som visar placeringen av alla komponenter och dirigeringen av kopparspåren. När du har ditt färdiga tryck kan du ansluta dina komponenter till kretsen som om de vore legoklossar! (Dock kan det ibland krävas lite borrning). Se hur snyggt och vackert ett kretskort kan vara.

PCB-designerna är en viktig del av PCB-tillverkningsprocessen eftersom de fungerar som ritningen för utvecklingen av det fysiska kortet. När en PCB-utskrift är klar i ett program används den för att skapa det tryckta kretskortet genom en process som går ut på att etsa bort överflödig koppar och borra hål för komponenter som ska monteras. På ett sätt skrivs mönsterkortsdesignen sedan ut på en speciell skrivare.

Detta är steget där vi går från det teoretiska, som inkluderar matematik och simuleringar för vår krets, till det praktiska. Vi kanske har gjort all matte korrekt och vi kanske till och med ritat vår krets perfekt i vårt simuleringsprogram och testat för rätt spänningar och strömmar, MEN detta säkerställer inte att det kommer att fungera perfekt när vi sedan sätter ihop kretsen i verkligheten .

Det finns faktiskt en hel del saker att tänka på. Låt oss gå igenom några av dem.

Komponentplacering
Placeringen av komponenter på kretskortet måste noggrant övervägas för att säkerställa att de är korrekt placerade och korrekt placerade. Komponenter som genererar värme, såsom mikrokontroller eller effektregulatorer, bör placeras i områden med bra luftflöde för att förhindra överhettning.

Spåra routing
Ledning av spår på kretskortet måste utformas för att minimera elektriskt brus och signalstörningar. Dessa spår bör hållas så korta som möjligt och undvika att korsa varandra för att förhindra överhörning .

Kraft och jordplan
Ström- och jordplan kan införlivas i kretskortets design för att ge stabil strömförsörjning och minska brus. Ström- och jordplanen bör vara så nära komponenterna som möjligt och sammankopplade med flera vias för att säkerställa en lågimpedansväg.

Signalintegritet
PCB-designen måste beakta signalintegriteten för att säkerställa att signalerna inte försämras när de passerar genom kortet. Faktorer som spårimpedans, signalreflektion och avslutning bör beaktas.

PCB lager stapling
Antalet lager och arrangemanget av lagren i kretskortet kan påverka kortets prestanda. PCB-stack-up måste utformas för att minimera elektromagnetisk störning (EMI) och för att säkerställa tillräckligt utrymme för routing och komponentplacering. Elektromag-vad? Kolla in den här bloggen för att lära dig mer om elektromagnetism!

Design för tillverkningsbarhet
PCB-designen bör optimeras så att den är redo att produceras, med hänsyn till PCB-tillverkarens möjligheter och begränsningar. Detta inkluderar faktorer som skivstorlek, minsta spårbredd och -avstånd, borrstorlekar och kopparvikter.