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15 häufige Fehler beim Entwerfen eines benutzerdefinierten PCB-Layouts

Entwerfen eines benutzerdefinierten PCB-Layouts für Ihre komplexen Elektronikprojekte ist oft mit Herausforderungen verbunden. Ein einfacher Fehler, egal wie geringfügig er aussieht, führt zu einer Fehlfunktion Ihres Projekts. Diese häufigen Fehler beim PCB-Design von Anfang an erhöhen auch die Herstellungskosten für kundenspezifische PCBs.

Dieser Artikel erklärt 15 häufige Fehler, die Sie kennen und vermeiden sollten, wenn Sie eine kundenspezifische Leiterplatte entwerfen. Machen Sie sich keine Sorgen, auch wenn Sie ein Neuling sind, denn auch erfahrene Ingenieure können diese Fehler machen. Ihre Vermeidung bedeutet ein qualitativ hochwertiges Produkt, reduzierte Produktionskosten für kundenspezifische Leiterplatten, keine Fertigungsverzögerungen und keine Nacharbeitsanforderungen. Fangen wir also an.

Nichtberücksichtigung der verfügbaren PCB-Design-Tools

Designer berücksichtigen normalerweise nicht alle verfügbaren und benutzerfreundlichen Tools für das kundenspezifische PCB-Design. Das ist ein kritischer Fehler, da viele Design-Tools dazu da sind, die verschiedenen Bedürfnisse und Flexibilitätsanforderungen von Leiterplatten zu erfüllen. Sie können benutzerdefinierte PCB-Designsoftware für Aufgaben wie das Scannen von Designfehlern, die Platzierung von Komponenten und die Entwicklung von Prototypen verwenden. Diese Software ist recht günstig, webbasiert oder sogar frei zugänglich.

Schmale Hochstromspuren

Geringe Breiten von Leiterplattenspuren würden nicht ausreichen, wenn Ihr Projekt mit Strömen von mehr als einigen hundert Milliampere umgehen muss. Denken Sie daran, dass die PCB-Leiterbahn der externen Schicht einen höheren Strom führen kann als der Beweis der gleichen Dicke der internen Schicht. Der Grund dafür ist, dass Ersteres mehr Wärmeableitung und Luftstrom hat.

Viele kundenspezifische Leiterplattenhersteller bieten Ihnen Optionen zur Auswahl aus Kupfergewichten von 0,5 oz/sqft bis 2,5 oz/sqft. Wir empfehlen Ihnen, zur Berechnung der Strombelastbarkeit einen Leiterbahnbreitenrechner zu verwenden.

Unangemessene Platzierung von Entkopplungskondensatoren

Entkopplungskondensatoren in einem kundenspezifischen PCB-Design dienen den Pins, die eine stabile und saubere Spannung erfordern. Sie können sie für ausreichende, ruhige Energie in der Nähe der Stifte platzieren. Außerdem ist die Stromleiterbahn der Stromversorgungsschiene über den Entkopplungskondensator ebenfalls mit dem Bolzen verbunden. Sie können auch eine Induktivität in Reihe schalten, um einen Tiefpassfilter zum Entfernen von Eingangsrauschen zu erstellen.

Keine Optimierung des Schaltregler-Layouts

In elektronischen kundenspezifischen PCB-Designs gibt es zwei Arten von Spannungsreglern:Linear- und Schaltregler. Linearregler sind einfach zu gestalten, billig, können aber viel Strom verschwenden. Schaltregler sind jedoch, obwohl sie komplex sind, ziemlich effizient, da sie sehr wenig Energie verbrauchen. Sie erhalten eine längere Akkulaufzeit mit ihnen. Daher ist es wichtig, beim Erstellen des PCB-Layouts die Datenblattrichtlinien zu befolgen.

Fehler beim Zeichnen von Landemustern

Software für kundenspezifisches PCB-Design liefert Bibliotheken für Komponenten, die ihr PCB-Anschlussmuster und Schaltplansymbol umfassen. Es gibt keine Probleme, wenn Sie nur die Bibliothekskomponenten verwenden. Sie müssen jedoch das Landemuster und das schematische Symbol eines Teils, das noch nicht vorhanden ist, manuell zeichnen. Daher ist Vorsicht geboten, denn selbst wenn der Pad-zu-Pad-Abstand nur um einen Millimeter abweicht, gibt es Löt- und Ausrichtungsprobleme.

Nicht herstellbare Buried oder Blind Vias

Wir empfehlen Ihnen, keine Blind- oder Buried-Vias für das PCB-Prototyping zu verwenden, wenn Sie ein begrenztes Budget haben. Die Durchkontaktierungen gehen durch alle Schichten der Leiterplatte und erhöhen sicherlich die Größe der Leiterplatte. Sie sind jedoch im Vergleich zu vergrabenen oder blinden Durchkontaktierungen kostengünstig. Ein eingebettetes System stellt eine elektrische Verbindung mit zwei internen Schichten her, und ein blindes Via verbindet eine interne und eine externe Schicht.

Es ist erwähnenswert, dass es nicht so einfach ist, wie es sich anhört. Beim Entwerfen des benutzerdefinierten PCB-Layouts müssen Sie die Designeinschränkungen in Bezug auf die Schichtstapelung einhalten.

Falsche Antennenlayouts

Benutzerdefinierte PCB-Layouts für Antennen sind sehr wichtig für elektronische Projekte, die drahtlose Technologie einsetzen. Selbst die Elektrotechniker zeichnen es manchmal falsch. Möglicherweise müssen Sie die komplexe Impedanz der Antenne und des Transceivers für eine maximale Leistungsübertragung anpassen. Zu diesem Zweck ist also eine geeignete Übertragungsleitung erforderlich.

Für die meisten Antennen reicht eine Übertragungsleitung mit einer Impedanz von 50 Ohm für die maximale Leistungsübertragung aus. Sie können die Proportionen der Übertragungsleitung mit kostenlosen Online-Rechnern wie AppCAD ermitteln. Sie können zur Feinabstimmung der Antennenimpedanz auch ein LC-Pi-Netzwerk zwischen Transceiver und Antenne schalten.

Lange Hochgeschwindigkeitsspuren

Signale mit hoher Geschwindigkeit sollten den geradesten und kürzesten verfügbaren Weg nehmen. Es wäre hilfreich, wenn Sie Hochfrequenzkristalle richten würden, während Sie die benutzerdefinierte Leiterplatte richtig entwerfen. Viele auf Mikrocontrollern basierende PCB-Designs benötigen nur wenige Hochgeschwindigkeitssignale. Wenn Ihr Projekt jedoch einen Mikroprozessor mit hoher Geschwindigkeit, einen Adressbus und externe Daten enthält, müssen Sie wachsam sein.

Keine zweite Meinung einholen

Ingenieure arbeiten oft unter einem engen Zeitplan und sind damit beschäftigt, das Ergebnis für die kundenspezifische Leiterplattenproduktion zu erhalten. Führt zu Designfehlern bei benutzerdefinierten PCBs. Daher ist es am besten, Ihr PCB-Design von einem anderen Ingenieur überprüfen zu lassen, um hohe Kosten in den späteren Phasen der kundenspezifischen PCB-Produktion zu vermeiden. Die Regel ist einfach:Fehler werden teurer, wenn man sie später entdeckt.

Große Rutscher

Slithers sind Kupferklumpen, die während des chemischen Ätzprozesses ungelöst bleiben. Es kann den Anschein haben, dass diese an der Leiterplatte und dem kundenspezifischen Aussehen der Leiterplattenherstellung haften, was ebenfalls zu Kurzschlüssen führt. Daher wäre es hilfreich, wenn Sie sicherstellen würden, dass die Mindestbreite des Kupfers größer ist als die Anforderungen eines kundenspezifischen Leiterplattenherstellers. Auf diese Weise werden Rutscher verringert und Ihre Leiterplatte wird ordnungsgemäß funktionieren.

Komplexe benutzerdefinierte PCB-Designs

Hersteller von kundenspezifischen Leiterplatten können Leiterplatten effizienter und wirtschaftlicher produzieren, wenn sie ihre grundlegende Funktionsweise kennen. Wenn das Design jedoch anspruchsvoll ist, kann es zu Problemen wie einem unausgeglichenen Schaltplan kommen. Daher müssen Sie Ihr Bestes geben, um Ihre benutzerdefinierten PCB-Designs zu vereinfachen, um Designfehler zu vermeiden. Außerdem erhöht dies die Effektivität Ihres Designs.

Verwenden falscher Komponenten oder benutzerdefinierter PCB-Layoutmethoden

Das Gebot der Stunde besteht darin, komplexe kundenspezifische PCB-Layouts mit kleineren Komponenten und reduziertem Footprint zu entwerfen. Für solche Zwecke verwenden Designer Ball-Grid-Array-Gehäuse und eingebettete Bauelemente auf den inneren Schichten von Leiterplatten. Es hilft bei der Verbesserung der Projektleistung und ermöglicht Nacharbeiten, wenn Fehler auftreten.

Sie müssen die richtige Layoutmethode für Komponenten mit kleinerem Raster und höherer Pinzahl auswählen. Wenn Sie dies in der Designphase tun, sparen Sie Ihre Produktionskosten für kundenspezifische Leiterplatten. Wenn Sie beabsichtigen, eine Ersatzkomponente zu verwenden, stellen Sie außerdem sicher, dass ihre Leistungsmerkmale mit denen des Originals übereinstimmen, damit Sie das kundenspezifische PCB-Design in späteren Phasen nicht wegwerfen müssen.

Benutzerdefiniertes PCB-Layout – Vergessen, alle PCB-Designdateien zu speichern

Sichern Sie immer Ihre benutzerdefinierten PCB-Designdateien. Die Dateien können verloren gehen, wenn Ihre Software nicht mehr reagiert, warten Sie also nicht mit dem Speichern, bis das gesamte Design fertig ist. Sie sollten zumindest die Dateien speichern, die schwer wiederzubekommen sind. Die meisten Hersteller von kundenspezifischen Leiterplatten bieten tägliche Backups an, aber kleinere Firmen bieten solche Einrichtungen möglicherweise nicht an. Dies ist auch nicht möglich, wenn Sie individuell von zu Hause aus arbeiten.

Mit dem Aufkommen von „Cloud“-Diensten in diesen Tagen gibt es keine Entschuldigung dafür, die PCB-Designdateien sicher zu sichern. Wenn Sie eine Massenproduktion Ihres Produkts planen oder es auf den Markt bringen möchten, wird dadurch auch sichergestellt, dass Ihr kundenspezifisches PCB-Design vor Feuer, Fälschung, Bedrohung, Malware und anderen technischen Katastrophen geschützt ist.

Keine frühzeitige Beratung von Herstellern kundenspezifischer Leiterplatten

Hersteller von kundenspezifischen Leiterplatten folgen normalerweise ihren registrierten Produktionsprozessen, die die Effizienz ihrer Mitarbeiter und Ausrüstung erhöhen. Wenn Sie sich nicht um ihre Herstellungsmethoden kümmern, können Ihre Projektkosten steigen oder es zu Verzögerungen bei der Herstellung kommen. Sie werden auch Ihre Zeit verschwenden, da Sie sich an einen anderen Hersteller von kundenspezifischen Leiterplatten wenden müssen. Außerdem müssen Sie möglicherweise das benutzerdefinierte PCB-Layout gemäß den Spezifikationen des Herstellers neu gestalten.

Benutzerdefiniertes PCB-Layout – kein Testen benutzerdefinierter PCB

Nachdem Sie die benutzerdefinierten PCB-Prototypen erstellt haben, sollten Sie sie gründlich inspizieren. Es sollte sichergestellt werden, dass die anfänglichen betrieblichen Anforderungen des Entwurfs erfüllt werden. Darüber hinaus können Sie auch die Umgebungsbedingungen testen, die die Stabilität oder Zuverlässigkeit von PCB beeinträchtigen können. Dadurch soll ein breiter Einsatz Ihrer benutzerdefinierten Leiterplatte sichergestellt werden. Wenn Sie dies nicht tun, kann Ihr benutzerdefinierter PCB-Prototyp scheitern, wenn er schließlich auf den Markt kommt.

Zusammenfassung

Daher gibt es 15 Probleme beim kundenspezifischen PCB-Design, auf die Sie besonders achten müssen, um sie zu vermeiden. Wir können Ihnen versichern, dass Sie eventuell auftretende Fabrikationsprobleme dadurch weitestgehend vermeiden können. Wir, WellPCB, werden Ihre Designs außerdem sorgfältig prüfen, wenn sie eingehen. Sie können uns noch heute kontaktieren, wenn Sie Hilfe benötigen. Also, worauf wartest du?


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