7 Faktoren, die für ein hochwertiges PCB-Design zu berücksichtigen sind

17. Februar 2017

Für die meisten Elektronikingenieure (EEs) ist das Entwerfen von Leiterplatten eine regelmäßige Aufgabe. Obwohl sie möglicherweise über jahrelange Erfahrung im PCB-Design verfügen, ist es nicht einfach, ein hochwertiges PCB-Design zu erstellen. Viele Faktoren müssen berücksichtigt werden. Hier diskutieren wir sieben Faktoren, die für ein hochwertiges PCB-Design zu berücksichtigen sind.

7 Tipps für ein hochwertiges PCB-Design

Im Folgenden sind die sieben Hauptpunkte aufgeführt, die ein EE oder ein Anfänger im Hinterkopf behalten sollte, wenn er hochwertige PCBs für seine elektronischen Anwendungen entwerfen möchte.

1. Plattenmaterialien :Dies ist ein Eckpfeiler jedes PCB-Designprojekts. Sie müssen verstehen, welche Materialien Sie benötigen, um Ihre Leiterplatte zu erstellen.
   • Eine Leiterplatte besteht aus einem nicht leitenden und festen Material, das mit Kupfer laminiert ist. Die Kupferplattierung trägt dazu bei, eine leitfähige Oberfläche zu erzeugen. Das Basismaterial ist normalerweise ein glasfaserverstärktes Epoxid, das FR-4 ist. Dieses Material ist erschwinglich und schwer entflammbar.
   • In HF- oder Hochleistungsschaltkreisen werden PTFE- oder Keramikbasen zusammen mit verschiedenen Füllstoffen verwendet.
2. Leiterplattenstapel :Der PCB-Stapel impliziert die Anzahl der Schichten, die jede PCB haben wird. Es ermöglicht einem EE, die erforderliche Impedanz jeder Schicht zu verstehen. Eine angemessene Schätzung der Lagenanzahl ermöglicht es dem Ingenieur, eine Entscheidung über den richtigen Herstellungsprozess zu treffen und die gewünschte Ausbeute und Zuverlässigkeit zu erreichen und die Produktionskosten zu minimieren.
3. Kupferspuren: Die Leiterbahnen aus Kupfer sind die wichtigsten Komponenten auf einer Leiterplatte. Es ist sehr wichtig, ihre Eigenschaften sowie ihre Grenzen zu verstehen, während sie entworfen werden. Die Kupferspuren werden normalerweise erzeugt, indem etwas Kupfer von dem massiven Metallblech entfernt wird, das auf das Grundmaterial gelegt wird.
4. Via-Typen: Durchkontaktierungen sind die entscheidenden Elemente in jeder Leiterplatte, da sie dabei helfen, die Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten herzustellen. Es gibt verschiedene Arten von Vias, die Sie kennen sollten:Buried, Through, Blind und Micro (Stacked, Multi und Single Layer). In den besten PCB-Designs werden Vias minimiert. Sie müssen auch die Strombelastbarkeit dieser Vias verstehen.
5. Teile auswählen: Dies ist der mühsamste Schritt in jedem PCB-Design Projekt. Die Auswahl des richtigen Teils trägt dazu bei, Fehler zu minimieren, und stellt die Qualität der entworfenen Leiterplatte sicher. Da auf dem Markt Millionen von Komponenten verfügbar sind, müssen Sie Folgendes beachten:
   • Wählen Sie ein Teil aus, das häufig verwendet wird und leicht erhältlich ist. Vermeiden Sie die Verwendung einer Komponente, die nicht mehr in Produktion ist.
   • Einige Teile werden in großen Stückzahlen verkauft, seien Sie also vorsichtig, wenn Sie sie für Ihr Projekt auswählen.
   • Alle Komponenten werden in einer Art Gehäuse angeboten, was EE hilft, sie auf der Leiterplatte zu befestigen. Einige Teile sind in mehreren Paketen erhältlich, wodurch sie möglicherweise kompatibel sind.
6. Regeln für das Design: Nachdem alle oben genannten Anforderungen erfüllt sind, sollte sich ein EE auf die Entwurfsregeln konzentrieren. Es sollte eine breite Überlegung zu Cross-Talk-Budgets, Komponentenplatzierungen, Schichtzuweisungen, Flugzeitanalysen, Design-for-Manufacture (DFM)-Regeln usw. erfolgen.
7. Signal- und Stromversorgungsintegrität: Dies wird als einer der guten Aspekte einer hochwertigen Leiterplatte angesehen. Es müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden, wie Signalabfall- und -anstiegszeiten, Treiberstärke, Spurlängen und charakteristische Impedanz. Um die Qualitätsleistung sicherzustellen, werden Signalintegritätssimulationen (SI) vor und nach dem Layout durchgeführt.

Elektronische Hochleistungsschaltkreise erfordern große Ströme. Daher sollte die AC- und DC-Leistung des Stromverteilungsnetzes berücksichtigt werden.

Die obige Liste bietet einen guten Ausgangspunkt für einen erfahrenen EE sowie einen Neuling. Wir werden einige dieser Punkte in unseren kommenden Blogs berücksichtigen und Sie auch durch die Aufgaben der Bestückung von Leiterplatten führen.

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