15 veelvoorkomende PCB-ontwerpfouten die u moet vermijden

Het ontwerpen van een aangepaste PCB-lay-out voor complexe elektronische projecten komt vaak met uitdagingen. Een eenvoudige fout, hoe klein ook, laat uw project mislukken. Deze veelvoorkomende fouten in PCB-ontwerp vanaf het begin verhogen ook de productiekosten.

Dit artikel legt 15 veelvoorkomende fouten uit die u moet kennen en vermijden bij het ontwerpen van een aangepaste PCB. Geen zorgen, zelfs als u nieuw bent – ervaren ingenieurs maken deze fouten ook. Ze vermijden betekent: hoogwaardig product, lagere productiekosten, geen productievertragingen, geen herwerk. Laten we beginnen.

Niet rekening houden met beschikbare PCB-ontwerptools

Ontwerpers overwegen meestal niet alle beschikbare, gebruiksvriendelijke PCB-ontwerptools. Dat is een cruciale fout, want veel tools vullen diverse behoeften en flexibiliteitseisen in. U kunt PCB-ontwerpsoftware gebruiken voor taken zoals foutscannen, componentplaatsing, prototype-ontwikkeling. Deze software is goedkoop, web-gebaseerd of zelfs gratis.

Te smalle hoogstroom-sporen

Smalle PCB-sporen zijn ontoereikend als uw project met stroom te maken heeft die een paar honderd milliampere overschrijdt. Houd er rekening mee dat een externe laag PCB-spoor meer stroom kan dragen dan een interne laag van dezelfde dikte. Reden: de eerste heeft betere warmteafgifte en luchtstroom.

Veel PCB-fabrikanten bieden opties voor kopergewicht van 0,5 oz/ft² tot 2,5 oz/ft². Wij raden aan een spoorbreedtecalculator te gebruiken voor de stroomdraagcapaciteit.

Onjuiste plaatsing van decouplingcondensatoren

Decouplingcondensatoren in een aangepast PCB-ontwerp dienen de pinnen die een stabiele, schone spanning nodig hebben. Plaats ze dicht bij de pinnen voor voldoende, rustige energie. Verder verbindt de voedingsspoor van de voedingsrail ook met de bolt via de decouplingcondensator. U kunt ook een spoel in serie plaatsen voor een laagdoorlaatfilter om invoerruis te verwijderen.

Geen optimalisatie van schakelregelaars-lay-out

In elektronische PCB-ontwerpen zijn er twee typen spanningsregelaars: lineaire en schakelende. Lineaire regelaars zijn makkelijk te lay-outen, goedkoop, maar verspillen veel elektrisch vermogen. Schakelregelaars zijn complexer, maar veel efficiënter – ze verbruiken weinig energie. U krijgt langere batterijlevensduur. Het is dus cruciaal om de datasheet-richtlijnen te volgen bij hun PCB-lay-out.

Fouten bij het tekenen van landing patterns

PCB-ontwerpsoftware levert bibliotheken met componenten die hun PCB-landing pattern en schematisch symbool bevatten. Geen problemen als u alleen bibliotheekcomponenten gebruikt. Maar u moet handmatig het landing pattern en schematisch symbool tekenen voor een onderdeel dat er niet in zit. Wees dus voorzichtig: zelfs als de pad-tot-pad-afstand maar een millimeter afwijkt, ontstaan solder- en uitlijningsproblemen.

Niet-fabriceerbare begraven of blinde vias

Wij raden aan geen blinde of begraven vias te gebruiken voor PCB-prototyping als u op budget zit. Doorboorgaten gaan door alle lagen en vergroten de PCB-zeker, maar zijn goedkoper dan begraven of blinde vias. Een begraven via maakt een elektrische verbinding tussen twee interne lagen, een blinde via verbindt een interne en externe laag.

Het is de moeite waard om te benadrukken dat het niet zo simpel is als het klinkt. U moet de ontwerpbeperkingen met betrekking tot laagstapeling in acht nemen bij het ontwerpen van de aangepaste PCB-lay-out.

Onjuiste antenne-lay-outs

Aangepaste antenne-PCB-lay-outs zijn cruciaal voor elektronische projecten met draadloze technologie. Zelfs elektrische ingenieurs tekenen het soms verkeerd. U moet de complexe impedantie van de antenne en de transceiver matchen voor maximale krachttransmissie. Een juiste transmissielijn is daarvoor vereist.

Voor de meeste antenna's is een transmissielijn met 50-ohm impedantie voldoende voor maximale krachttransmissie. U kunt de proporties van de transmissielijn uitvinden met gratis online calculators als AppCAD. U kunt ook een LC π-netwerk tussen de transceiver en de antenne plaatsen voor fijn-afstelling van de antenne-impedantie.

Lange hoogfrequente sporen

Signaleren met hoge snelheid moeten de rechtste en kortste beschikbare weg volgen. U moet hoge-frequentie-kristallen correct leiden tijdens het ontwerpen van de aangepaste PCB. Veel microcontroller-gebaseerde PCB-ontwerpen hebben maar een paar hoogfrequente signalen. Maar als uw project een microprocessor met hoge snelheid, een adresbus en externe data heeft, moet u waakzaam zijn.

Geen tweede mening inwinnen

Ingenieurs werken vaak onder strakke deadlines en zijn geabsorbeerd in het resultaat voor PCB-productie. Dit leidt tot ontwerpfouten. Het is daarom het beste om uw PCB-ontwerp te laten reviewen door een andere ingenieur om hoge kosten in latere productiefases te vermijden. De regel is simpel: fouten worden duurder als u ze later detecteert.

Grote slivers

Slivers zijn koperklontjes die onopgelost blijven tijdens het chemische etsproces. Ze lijken aan de PCB te hechten en de aangepaste productie-optiek te beïnvloeden, wat ook kortsluitingen kan veroorzaken. Zorg ervoor dat de minimale koperbreedte groter is dan de eis van de fabrikant. Zo verdwijnen slivers en werkt uw PCB correct.

Complexe aangepaste PCB-ontwerpen

PCB-fabrikanten produceren efficiënter en economischer als ze hun basiswerking kennen. Maar als het ontwerp gecompliceerd is, kan dit problemen creëren zoals een ongebalanceerd schema. U moet uw best doen om uw PCB-ontwerpen te vereenvoudigen om ontwerpfouten te vermijden. Dit verhoogt ook de effectiviteit van uw ontwerp.

Onjuiste componenten of PCB-lay-outmethoden gebruiken

De zaak van de dag is complexe aangepaste PCB-lay-outs ontwerpen met kleinere componenten en verkleinde voetafdrukken. Daarvoor gebruiken ontwerpers ball grid array packages en ingesloten apparaten op de binnenlagen van PCB's. Dit verbetert de projectprestaties en laat herwerk toe bij fouten.

U moet de juiste lay-outmethode selecteren voor componenten met kleinere pitch en hogere pin-aantal. Dit in de ontwerpfase doet besparen op productiekosten. Bovendien, als u een vervangend component plant, check of de prestatiekenmerken overeenkomen met het originele, zodat u het ontwerp niet in latere stadia hoeft weg te gooien.

Aangepaste PCB-lay-out – Vergeten alle ontwerpbestanden op te slaan

Back-up uw aangepaste PCB-ontwerpbestanden altijd. Bestanden kunnen verloren gaan als uw software stopt met reageren – wacht niet tot het hele ontwerp klaar is. Sla ten minste de moeilijk te herstellen bestanden op. Meeste fabrikanten bieden dagelijkse back-ups, maar kleinere bedrijven misschien niet. Ook niet mogelijk als u thuis individueel werkt.

Met de opkomst van "Cloud"-diensten is er geen excuus meer om PCB-ontwerpbestanden niet veilig te back-uppen. Als u massaproductie plant of naar de markt wilt gaan, zorgt dit ook ervoor dat uw ontwerp veilig is tegen brand, vervalsing, bedreigingen, malware en andere tech-rampen.

Niet vroegtijdig overleg met PCB-fabrikanten

PCB-fabrikanten volgen meestal hun geregistreerde productieprocessen die de efficiëntie van personeel en apparatuur verhogen. Als u rekening niet houdt met hun methoden, kan uw projectkost stijgen of vertraging optreden. U verspilt ook tijd want u moet een andere fabrikant zoeken. U moet misschien de lay-out herontwerpen naar de specificaties van de fabrikant.

Aangepaste PCB-lay-out – Geen testen van aangepaste PCB

Zodra u de aangepaste PCB-prototypes heeft gemaakt, moet u deze grondig inspecteren. Zorg dat de initiële operationele eisen van het ontwerp vervuld zijn. Test ook de omgevingsomstandigheden die de stabiliteit of betrouwbaarheid van de PCB kunnen beïnvloeden. Dit garandeert breedbereik werking. Als u dit niet doet, kan uw prototype falen bij marktintroductie.

Samenvatting

Daarom zijn er 15 aangepaste PCB-ontwerpproblemen waar u speciale aandacht aan moet besteden om te vermijden. Wij kunnen u verzekeren dat u de meeste fabricageproblemen kunt voorkomen als u dit doet. WellPCB zal uw ontwerpen ook zorgvuldig reviewen bij ontvangst. Neem vandaag contact op als u hulp nodig hebt. Waar wacht u nog op?