PCB (Papan Litar Bercetak) merupakan komponen teras dalam produk elektronik yang digunakan dalam hampir semua peralatan di pelbagai bidang, dari kecil hingga besar, daripada komputer, telekomunikasi hinggalah kepada perkakasan ketenteraan. Secara ringkasnya, PCB memainkan peranan penting dalam melaksanakan fungsi produk elektronik.
Walau bagaimanapun, mereka bentuk papan litar tidak pernah menjadi tugas yang mudah dan banyak pertalian, antara lapisan, komponen atau litar, perlu ditangani dengan betul. Reka bentuk yang tidak difikirkan dengan baik berkemungkinan membawa kepada kegagalan atau malah bencana apabila ia berfungsi di dalam sistem elektronik. Walaupun reka bentuk PCB itu sendiri mempunyai tahap kesukaran, beberapa masalah yang biasa berlaku boleh dirumuskan supaya semua pereka PCB dapat menyedarinya lebih awal dan belajar menanganinya sebelum fasa fabrikasi PCB.
NOTA: Artikel ini membincangkan masalah dan penyelesaian reka bentuk PCB berdasarkan penyertaanPerisian Altium Designer.
Masalah Reka Bentuk PCB pada Skematik
Masalah#1: Menurut laporan ERC, tiada isyarat akses pada pin.
Analisis:
a. I/O harus ditakrifkan pada pin apabila menetapkan pakej;
b. Apabila menetapkan atau meletakkan komponen, atribut ketidakselarasan boleh diubah suai supaya pin dan garisan kekal longgar;
c. Apabila menetapkan komponen, pin mengalami arah songsang.
Masalah#2: Komponen melangkaui kertas.
Analisis:Fail tidak dicipta di tengah kertas pustaka komponen.
Masalah#3: Senarai bersih fail kejuruteraan yang dicipta hanya boleh mengakses PCB secara separa.
Analisis:Item “global” tidak diambil apabila menjana netlist.
Masalah#4: Komponen gagal diputar.
Analisis:Kaedah input harus ditukar.
Masalah Reka Bentuk PCB pada PCB
Masalah#1: Dalam proses pemuatan rangkaian, laporan NODE tidak muncul.
Analisis:
a. Komponen dalam skematik mungkin memanfaatkan pakej yang tidak tersedia dalam pustaka komponen;
b. Komponen dalam skematik menggunakan pakej yang tidak serasi dengan yang digunakan dalam pustaka komponen;
Masalah#2: Laporan rangkaian DRC dibahagikan kepada beberapa bahagian.
Analisis:Masalah ini menunjukkan bahawa rangkaian ini tidak bersambung dan CONNECTED COPPER boleh digunakan untuk menelusuri fail tersebut.
Masalah#3: Dalam proses operasi, skrin biru harus digunakan sesedikit mungkin.
Analisis:Fail boleh dieksport berkali-kali untuk menjana fail DDR baharu bagi mengurangkan saiz fail. Penggunaan auto routing tidak digalakkan apabila mereka bentuk PCB yang kompleks.
Penghalaan merupakan satu langkah yang sangat penting dalam reka bentuk PCB dan semua langkah sebelumnya adalah persediaannya. Dalam reka bentuk PCB, penghalaan mempunyai keperluan yang paling tinggi. Penghalaan PCB boleh diklasifikasikan kepada penghalaan satu sisi, penghalaan dua sisi dan penghalaan berbilang sisi. Dua kaedah penghalaan tersedia: penghalaan automatik dan penghalaan interaktif. Sebelum penghalaan automatik, penghalaan interaktif boleh digunakan terlebih dahulu untuk sistem yang agak kompleks. Talian sisi pada terminal input dan output harus dielakkan daripada selari antara satu sama lain supaya gangguan RF tidak terhasil. Talian bumi perlu ditambah apabila perlu dan penghalaan pada dua lapisan bersebelahan harus berserenjang antara satu sama lain. Talian selari cenderung menghasilkan gandingan parasit. Kadar penghalaan penghalaan automatik bergantung pada susun atur yang dirancang dengan teliti dan peraturan penghalaan boleh ditetapkan terlebih dahulu. Secara umumnya, penghalaan berasaskan pertanyaan boleh dijalankan terlebih dahulu dan laluan penghalaan perlu dioptimumkan secara keseluruhan. Talian yang telah dihala kemudian akan ditutup dan penghalaan semula akan dilaksanakan bagi meningkatkan kesan keseluruhan. Bagi reka bentuk PCB yang padat komponen, lubang melalui sahaja hampir tidak mencukupi dengan banyak saluran penghalaan terbazir. Oleh itu,buta dan ditanam melaluiteknologi telah dicipta. Ia bukan sahaja berfungsi seperti lubang tembus, malah menjimatkan banyak saluran pendawaian juga. Hasilnya, pendawaian boleh menjadi lebih mudah, lebih lancar dan lebih baik.
Masalah Reka Bentuk PCB Mengenai Gangguan dan Penyelesaiannya
Gangguan sentiasa berlaku pada peralatan elektronik dalam proses penyahpepijatan dan aplikasi, yang berpunca daripada pelbagai sebab. Antara semua punca tersebut, pendawaian yang tidak rasional dan penempatan komponen yang tidak sesuai menyumbang sebahagian besar gangguan selain gangguan yang disebabkan oleh persekitaran. Gangguan berkemungkinan menyebabkan peralatan elektrik tidak dapat berfungsi dengan normal atau malah rosak. Oleh itu, gangguan yang berpotensi perlu dibendung pada fasa reka bentuk PCB.
Masalah#1: Penjanaan dan kawalan gangguan talian bumi.
Analisis dan Penyelesaian:
Jika garisan bumi menunjukkan potensi sifar, perbezaan potensi relatif bagi setiap titik pembumian dalam keseluruhan litar juga sepatutnya sifar. Namun begitu, hampir mustahil untuk memastikan perbezaan potensi benar-benar sifar dan perbezaan potensi yang sangat kecil berkemungkinan menghasilkan isyarat gangguan yang menjejaskan operasi normal keseluruhan litar selepas diperbesarkan melalui litar penguat.
Untuk mengekang gangguan, kaedah berikut boleh digunakan: a. garis panduan pembumian yang betul hendaklah dipatuhi; b. talian bumi digital hendaklah dipisahkan daripada talian bumi analog; c. talian bumi hendaklah dipertebal sebanyak mungkin; d. pembumian hendaklah disalut sebanyak mungkin.
Masalah#2: Gangguan kuasa dan kekangan.
Analisis dan Penyelesaian:Gangguan kuasa mungkin berpunca daripada reka bentuk skematik, pendawaian atau susun atur yang tidak rasional. Oleh itu, gelung AC-DC tidak boleh disambungkan antara satu sama lain semasa pendawaian dan talian tanah tidak sepatutnya berjalan selari dengan gelung besar. Selain itu, talian kuasa dan talian isyarat tidak sepatutnya terlalu dekat antara satu sama lain dan sama sekali tidak boleh selari. Apabila perlu, penapis boleh ditambah antara terminal keluaran kuasa dan peralatan.
Masalah#3: EMI (Gangguan Elektromagnet) dan kawalannya.
Oleh kerana komponen diletakkan dengan padat, jika reka bentuk yang tidak rasional dilaksanakan, EMI akan timbul seperti gangguan parameter taburan dan EMI komponen. Langkah yang bersesuaian perlu diambil untuk mengatasi gangguan yang berbeza.
Analisis dan Penyelesaian:
a. Gandingan parasit antara litar bercetak. Kesan parameter taburan antara dua pengalir selari yang berjarak dekat adalah bersamaan dengan induktans dan kapasitans yang saling bergandingan. Isyarat mengalir melalui satu pengalir sementara isyarat teraruh dijana oleh pengalir yang lain. Oleh itu, talian isyarat tidak boleh direka selari antara satu sama lain semasa reka bentuk PCB atau talian perisai boleh digunakan untuk mengekang isyarat gangguan lemah bagi menghentikan gangguan.
b. Gangguan antara bahagian magnet. Pembesar suara dan elektromagnet menghasilkan medan magnet malar manakala pengubah voltan tinggi dan geganti menghasilkan medan magnet ulang alik. Kedua-dua medan magnet ini membawa gangguan kepada komponen periferi dan garisan cetakan, dan langkah-langkah pengekangan yang sepadan boleh diambil berdasarkan situasi yang berbeza:
• Pemotongan pada garisan bercetak yang dibawa oleh garisan magnet perlu dikurangkan.
• Kedudukan dua bahagian magnet perlu dikekalkan tegak antara satu sama lain sepanjang dua arah magnet yang berbeza untuk mengurangkan gandingan antara kedua-dua bahagian.
• Sumber gangguan hendaklah menerima perlindungan magnet dan penutup pelindung hendaklah disambungkan dengan baik ke bumi.
Masalah#4: Gangguan dan kekangan terma.
Analisis dan Penyelesaian:apabila peralatan dengan kuasa tinggi sedang beroperasi, ia biasanya menghasilkan suhu yang sangat tinggi sehingga sumber haba wujud dalam litar, sekali gus membawa gangguan kepada litar bercetak. Oleh itu, komponen yang sensitif terhadap suhu hendaklah diletakkan jauh daripada bahagian yang menjana haba semasaReka bentuk susun atur PCBdan sumber haba hendaklah diletakkan pada bahagian papan yang menghadap udara luar untuk menghalang haba yang terhasil daripada dipindahkan atau penyerakan haba daripada berlaku. Jika perlu, helaian pelesapan haba hendaklah dipasang.
Reka bentuk PCB adalah rumit, melibatkan penyelarasan yang tepat antara lapisan, komponen dan litar. Reka bentuk yang lemah boleh menyebabkan masalah fungsi atau kegagalan. Dengan mengenal pasti isu reka bentuk yang lazim seperti kecacatan skematik, ketidakcekapan pendawaian, dan masalah gangguan, pereka bentuk dapat menangani isu yang dijangka dengan berkesan untuk menghasilkan produk yang stabil dan teguh.
PCBCart ialah rakan kongsi yang boleh dipercayai untuk menukar reka bentuk PCB kompleks anda kepada produk berkualiti tinggi yang sedia digunakan. Dengan pengalaman yang luas dan kemudahan pembuatan yang canggih, kami menangani cabaran pembuatan PCB, menghidupkan reka bentuk anda dengan ketepatan dan penuh perhatian. Kami komited terhadap kecemerlangan yang memastikan projek anda menikmati manfaat inovasi terkini dan piawaian kualiti tertinggi dalam industri.
Dapatkan Sebut Harga Anda untuk Susun Atur PCB & Reka Bentuk PCB
Sumber yang Berguna
•Cara Mereka Bentuk PCB Berkualiti Tinggi
•Peraturan Reka Bentuk PCB Utama yang Perlu Anda Ketahui
•Garis Panduan daripada Skematik ke Reka Bentuk PCB Berdasarkan Altium Designer
•Cara Mengatasi Gangguan dalam Reka Bentuk PCB
•Kaedah untuk Mengukuhkan Keupayaan Anti-Gangguan dalam Reka Bentuk PCB
