15 распространенных ошибок проектирования печатных плат, которых нужно избегать

Проектирование кастомной топологии печатной платы для сложных электронных проектов часто сопряжено с вызовами. Простая ошибка, как бы незначительной она ни казалась, заставит ваш проект работать некорректно. Эти распространенные ошибки проектирования печатных плат с самого начала также увеличат затраты на кастомное производство печатных плат.

Эта статья объяснит 15 распространенных ошибок, которые нужно знать и избегать при проектировании кастомной печатной платы. Не волнуйтесь, даже если вы новичок, ведь даже опытные инженеры могут совершать эти ошибки. Их избежание означает высокое качество продукта, снижение затрат на производство кастомных печатных плат, отсутствие задержек производства и переработок. Начнем.

Не учитывание доступных инструментов проектирования печатных плат

Проектировщики обычно не учитывают все доступные и простые в использовании инструменты кастомного проектирования печатных плат. Это критическая ошибка, так как многие инструменты проектирования существуют для удовлетворения различных потребностей и требований гибкости печатных плат. Можно использовать ПО кастомного проектирования печатных плат для задач: сканирование ошибок проектирования, размещение компонентов, разработка прототипов. Это ПО довольно дешевое, веб-базированное или даже свободно доступное.

Слишком узкие дорожки для больших токов

Узкие ширины дорожек печатной платы не подойдут, если проект должен работать с током больше нескольких сотен миллиампер. Помните: внешний слой дорожки печатной платы может нести ток выше, чем внутренний слой той же толщины. Причина: у внешнего слоя лучше рассеивание тепла и воздушный поток.

Многие кастомные производители печатных плат дают варианты выбора толщины меди от 0,5 унц/кв.фут до 2,5 унц/кв.фут. Рекомендуем использовать калькулятор ширины дорожки для расчета токоносной способности.

Неправильное размещение развязывающих конденсаторов

Развязывающие конденсаторы в кастомном дизайне печатной платы служат тем выводам, которым нужно стабильное и чистое напряжение. Можно разместить их близко к выводам для достаточной чистой энергии. Дальше, силовая дорожка рельсы питания также соединяется с болтом через развязывающий конденсатор. Можно также поставить катушку индуктивности последовательно для создания низкочастотного фильтра для удаления входных шумов.

Отсутствие оптимизации топологии ключевых регуляторов

В электронных кастомных дизайнах печатных плат стабилизаторы напряжения двух типов: линейные и ключевые регуляторы. Линейные регуляторы легко разводить, дешевы, но могут тратить много электрической энергии. Однако ключевые регуляторы, хотя и сложнее, довольно эффективны, так как тратят очень мало энергии. С ними получите большее время работы от батареи. Поэтому критически важно следовать рекомендациям даташита при их топологии печатной платы.

Ошибки при рисовании посадочных узоров (Landing Patterns)

ПО для кастомного проектирования печатных плат поставляет библиотеки компонентов, включающие их посадочные узоры печатной платы и схемные символы. Проблем не будет, если используете только компоненты из библиотеки. Но придется вручную рисовать посадочный узор и схемный символ детали, которой нет в библиотеке. Поэтому будьте осторожны: даже если расстояние между контактными площадками отклонится всего на миллиметр, возникнут проблемы с пайкой и выравниванием.

Невыполнимые зарытые или слепые виа

Рекомендуем не использовать слепые или зарытые виа для прототипирования печатных плат, если вы в рамках бюджета. Сквозные виа проходят через все слои печатной платы и действительно увеличивают размер платы. Однако они дешевле по сравнению с зарытыми или слепыми виа. Зарытое виа делает электрическое соединение между двумя внутренними слоями, а слепое виа соединяет внутренний и внешний слой.

Стоит отметить, что это не так просто, как звучит. Нужно соблюдать ограничения проектирования, связанные со стекированием слоев, при проектировании кастомной топологии печатной платы.

Неправильные топологии антенн

Топологии антенн кастомных печатных плат очень важны для электронных проектов, использующих беспроводные технологии. Даже электрические инженеры иногда рисуют их неправильно. Может понадобиться согласовать комплексное сопротивление антенны и трансивера для максимальной передачи мощности. Для этого нужна правильная линия передачи.

Для большинства антенн линия передачи с импедансом 50 Ом достаточно для максимальной передачи мощности. Можно узнать пропорции линии передачи с бесплатными онлайн-калькуляторами вроде AppCAD. Также можно поставить LC-пи-сеть между трансивером и антенной для тонкой настройки импеданса антенны.

Длинные высокоскоростные дорожки

Сигналы высокой скорости должны идти по самому прямому и короткому доступному пути. Нужно правильно направлять любые высокочастотные кварцы при проектировании кастомной печатной платы. Многие дизайны печатных плат на микроконтроллерах нуждаются лишь в нескольких высокоскоростных сигналах. Но если ваш проект имеет микропроцессор с высокой скоростью, адресную шину и внешние данные — будьте бдительны.

Не получение второго мнения

Инженеры часто работают под тугими дедлайнами и поглощены получением результата для кастомного производства печатных плат. Приводит к ошибкам кастомного проектирования печатных плат. Поэтому лучше получить обзор вашего дизайна печатной платы другим инженером, чтобы избежать высоких затрат на поздних стадиях кастомного производства печатных плат. Правило простое: ошибки становятся дороже, если обнаружить их на поздних этапах.

Большие сливеры (Large Slithers)

Сливеры — медные комочки, остающиесянерастворенными при химическом травлении. Может показаться, что они прилипают к печатной плате и внешнему виду кастомного производства печатных плат, что также вызовет короткие замыкания. Следовательно, нужно убедиться, что минимальная ширина меди больше требований кастомного производителя печатных плат. Таким образом, сливеры уменьшатся, и печатная плата будет работать правильно.

Сложные кастомные дизайны печатных плат

Кастомные производители печатных плат могут производить платы эффективнее и экономнее, если знают свою базовую работу. Но если дизайн изощренный, может создать проблемы вроде несбалансированной схемы. Поэтому нужно максимально упрощать кастомные дизайны печатных плат, чтобы избежать ошибок проектирования. Это также повысит эффективность вашего дизайна.

Использование неверных компонентов или методов кастомной топологии печатных плат

Необходимость часа — проектировать сложные кастомные топологии печатных плат с меньшими компонентами и уменьшенными фуутпринтами. Для таких целей проектировщики используют BGA-корпуса и встраиваемые устройства во внутренние слои печатных плат. Это помогает продвинуть производительность проекта и позволяет переработку при ошибках.

Вы должны выбрать правильный метод топологии для компонентов с меньшим шагом и большим количеством выводов. Делая это на стадии проектирования, сэкономите затраты на кастомное производство печатных плат. Более того, если планируете использовать замещающий компонент, убедитесь, что его характеристики производительности соответствуют оригиналу, чтобы не пришлось выбрасывать кастомный дизайн печатной платы на поздних стадиях.

Кастомная топология печатной платы — забывание сохранять все файлы дизайна печатной платы

Всегда делайте резервные копии файлов кастомного дизайна печатных плат. Файлы могут потеряться, если ПО перестанет отвечать, так что не ждите завершения всего дизайна, чтобы сохранить. Должны как минимум хранить файлы, которые трудно восстановить. Большинство кастомных производителей печатных плат предоставляют ежедневные бэкапы, но мелкие фирмы могут не предлагать такую возможность. Также это невозможно, если работаете индивидуально из дома.

С приходом «Облачных» сервисов в наши дни оправданий нет для безопасного бэкапа файлов дизайна печатных плат. Если планируете массовое производство продукта или хотите выпустить на рынок, это также обеспечит безопасность вашего кастомного дизайна печатных плат от пожара, подделки, угроз, вредоносного ПО и других технических катастроф.

Не консультирование с кастомными производителями печатных плат на ранней стадии

Кастомные производители печатных плат обычно следуют своим зарегистрированным производственным процессам, повышающим эффективность персонала и оборудования. Если не учесть их производственные методы, стоимость проекта может вырасти или возникнут задержки производства. Также потратите время впустую, придется контактировать с другим производителем. Может понадобиться переработать кастомную топологию печатной платы под спецификации производителя.

Кастомная топология печатной платы — отсутствие тестирования кастомной печатной платы

После изготовления кастомных прототипов печатных плат нужно тщательно их инспектировать. Должно быть обеспечено, что исходные операционные требования дизайна выполняются. Дальше можно также протестировать экологические условия, влияющие на стабильность или надежность печатной платы. Это для обеспечения широкого диапазона работы вашей кастомной печатной платы. Если не сделаете это, кастомный прототип печатной платы может провалиться при выходе на рынок.

Резюме

Итак, есть 15 проблем кастомного проектирования печатных плат, которым нужно уделить особое внимание, чтобы избежать. Можете быть уверены, что в большинстве случаев сможете предотвратить проблемы производства, если это сделаете. Мы, WellPCB, также тщательно рассмотрим ваши дизайны при получении. Свяжитесь с нами сегодня, если нужна помощь. чего ждете?