ในชุดประกอบ PCB (แผงวงจรพิมพ์) การเพิ่มประสิทธิภาพเค้าโครงของส่วนประกอบเป็นขั้นตอนสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพความน่าเชื่อถือความสามารถในการผลิตและการบำรุงรักษาของวงจร ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำโดยละเอียดสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพเค้าโครงของส่วนประกอบ PCB:
ประการแรกหลักการทั่วไป
การแบ่งเขตฟังก์ชัน:
แบ่งวงจรตามบล็อกการทำงานและวางส่วนประกอบที่มีฟังก์ชั่นเดียวกันหรือที่เกี่ยวข้องเข้าด้วยกันเพื่ออำนวยความสะดวกในการไหลของสัญญาณและการจัดการพลังงาน
หลีกเลี่ยงการรบกวนซึ่งกันและกันระหว่างส่วนประกอบที่มีฟังก์ชั่นที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นแยกวงจรดิจิตอลออกจากวงจรอะนาล็อกและวงจรความถี่สูงจากวงจรความถี่ต่ำ
ความสมบูรณ์ของสัญญาณ
เมื่อวางให้พิจารณาทิศทางและความยาวของสายสัญญาณและพยายามลดความยาวของสายสัญญาณสำคัญเพื่อลดการหน่วงของสัญญาณและสัญญาณรบกวน
สำหรับสายสัญญาณความเร็วสูงการส่งสัญญาณที่แตกต่างจะถูกนำมาใช้และความยาวของคู่เส้นต่างจะสั้นลงมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ทำให้คู่ขนานขนานและมีความยาวเท่ากัน
ข้อควรพิจารณาการกระจายความร้อน:
ส่วนประกอบที่มีการใช้พลังงานความร้อนสูงควรวางไว้ในตำแหน่งที่เอื้อต่อการกระจายความร้อนเช่นการเปิดการระบายอากาศใกล้หรืออ่างล้างมือ
องค์ประกอบความร้อนควรกระจายอย่างสม่ำเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น
ความสามารถในการผลิตและการบำรุงรักษา:
รูปแบบของส่วนประกอบควรอำนวยความสะดวกในการบัดกรีการทดสอบและการบำรุงรักษา
ออกจากพื้นที่ที่เพียงพอสำหรับการทำงานของอุปกรณ์ทดสอบและเครื่องมือบำรุงรักษา
ประการที่สองเทคนิคการจัดวางเฉพาะ
เริ่มต้นด้วยขนาดใหญ่แล้วย้ายไปที่เล็ก; เริ่มต้นด้วยความยากลำบากแล้วไปยังง่าย
จัดลำดับความสำคัญของเค้าโครงของวงจรหน่วยสำคัญและส่วนประกอบหลักเพื่อให้แน่ใจว่าตำแหน่งที่เหมาะสมและการไหลของสัญญาณที่ราบรื่น
สำหรับส่วนประกอบที่ยากต่อการเชื่อมต่อตำแหน่งของพวกเขาควรมีการวางแผนล่วงหน้าเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการเดินสายที่ตามมา
แผนภาพบล็อกหลักอ้างอิง:
ตามแผนภาพบล็อกหลักของวงจรให้กำหนดตำแหน่งเลย์เอาต์ของส่วนประกอบหลักเพื่อให้ทิศทางการไหลของสัญญาณชัดเจนและสมเหตุสมผล
สะดวกสำหรับการดีบักและการบำรุงรักษา:
หลีกเลี่ยงการวางส่วนประกอบขนาดใหญ่รอบ ๆ ชิ้นเล็ก ๆ เพื่อป้องกันอุปสรรคในระหว่างการดีบักและการบำรุงรักษา
ควรมีพื้นที่เพียงพอที่จะอยู่รอบ ๆ ส่วนประกอบที่จะทำการดีบักเพื่ออำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อของเครื่องมือทดสอบ
เค้าโครงสมมาตร
สำหรับส่วนวงจรที่มีโครงสร้างเดียวกันการจัดวางมาตรฐาน 'สมมาตร ' ควรนำมาใช้ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อเพิ่มความสอดคล้องและการดึงดูดความงามของเค้าโครง
การวางแนวของส่วนประกอบมีความสอดคล้อง:
ควรวางส่วนประกอบผ่านรูชนิดเดียวกันในทิศทางเดียวกันในทิศทาง x หรือ y สำหรับส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องของขั้วโลกชนิดเดียวกันควรมีความพยายามเพื่อให้พวกเขาสอดคล้องกันในทิศทาง X หรือ Y เพื่ออำนวยความสะดวกในการผลิตและการตรวจสอบ
การวางตำแหน่งของส่วนประกอบความถี่สูง
เมื่อความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าเกิน 1MHz ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการวางตำแหน่งของส่วนประกอบความถี่สูง
ควรวางส่วนประกอบความถี่สูงให้ใกล้ที่สุดเพื่อลดความยาวของสายสัญญาณความถี่สูงและลดสัญญาณรบกวนของสัญญาณ
ชั้นพื้นดินจะต้องมีข้อ จำกัด มากในแง่ของการขยายตัวและส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกับมันควรจะใกล้เคียงกันมากที่สุด
เค้าโครงของตัวเก็บประจุ decoupling:
ตัวเก็บประจุ decoupling ควรอยู่ใกล้ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้กับพินพลังงานของ IC เพื่อลดความยาวของวงจรระหว่างแหล่งจ่ายไฟและพื้นดินและเพิ่มเอฟเฟกต์ decoupling
เลย์เอาต์ของส่วนประกอบการกระจายความร้อน:
องค์ประกอบความร้อนควรกระจายอย่างสม่ำเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น
สำหรับการใช้งานที่มีความต้องการพลังงานสูงส่วนประกอบที่สร้างความร้อนเช่นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและเครื่องขยายเสียงการทำงานควรวางไว้ในตำแหน่งที่เอื้อต่อการกระจายความร้อนและควรพิจารณาการใช้ความร้อน
หลีกเลี่ยงการทับซ้อนและสี่แยก:
ส่วนประกอบควรหลีกเลี่ยงการทับซ้อนและข้ามเพื่อป้องกันการลัดวงจรและสัญญาณรบกวนสัญญาณ
เมื่อเดินสายควรพยายามลดการข้ามสายสัญญาณให้น้อยที่สุด หากไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ควรใช้การข้ามแนวตั้งเพื่อลดสัญญาณรบกวนของสัญญาณ
ทำให้มีพื้นที่สำหรับเส้นการติดตามทองแดง:
เมื่อวางส่วนประกอบตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีช่องว่างเพียงพอสำหรับสายทองแดงที่จะผ่านโดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้กับส่วนประกอบที่มีหมุดหลายร้อย
หลีกเลี่ยงการจัดร่องรอยที่หนาแน่นมากเกินไปในพื้นที่ที่มีส่วนประกอบที่มีความเข้มข้นสูงเพื่อป้องกันการเพิ่มความยากลำบากในการเดินสายและสัญญาณรบกวน
ติดตามการออกแบบแผนผัง:
การวางส่วนประกอบโดยกลุ่มตรรกะในเค้าโครง PCB เช่นเดียวกับในการออกแบบแผนผังจะประหยัดเวลาและลดความยาวของการติดตามให้มากที่สุด
ส่วนประกอบจำนวนมากได้รับการจัดกลุ่มอย่างมีเหตุผลตามแผนภาพแผนผัง เมื่อวางออกความสัมพันธ์การจัดกลุ่มนี้ควรได้รับการดูแลให้มากที่สุด
ประการที่สามการตรวจสอบเค้าโครงและการเพิ่มประสิทธิภาพ
ตรวจสอบความสมบูรณ์ของสัญญาณ
ใช้เครื่องมือการวิเคราะห์ความสมบูรณ์ของสัญญาณเพื่อตรวจสอบเค้าโครงเพื่อให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์เช่นความยาวของสายสัญญาณการจับคู่ความต้านทานและ crosstalk ตรงตามข้อกำหนด
การวิเคราะห์ความร้อน
ดำเนินการวิเคราะห์ความร้อนบน PCB เพื่อให้แน่ใจว่าการกระจายความร้อนที่ดีของส่วนประกอบที่สร้างความร้อนและหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น
การตรวจสอบความสามารถในการผลิต
ใช้เครื่องมือตรวจสอบความสามารถในการผลิตเพื่อตรวจสอบเค้าโครงเพื่อให้แน่ใจว่าเค้าโครงของส่วนประกอบเป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการผลิต
ตรวจสอบว่าระยะห่างของส่วนประกอบ, จุดบัดกรี, vias ฯลฯ เป็นไปตามมาตรฐานหรือไม่
เพิ่มประสิทธิภาพเค้าโครง
จากผลลัพธ์ของความสมบูรณ์ของสัญญาณการวิเคราะห์ความร้อนและการตรวจสอบความสามารถในการผลิตเค้าโครงจะได้รับการปรับให้เหมาะสมและปรับ
ปรับพารามิเตอร์เช่นตำแหน่งทิศทางและระยะห่างของส่วนประกอบเพื่อให้เลย์เอาต์มีเหตุผลและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
โดยทำตามหลักการและเทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพของเค้าโครงข้างต้นประสิทธิภาพความน่าเชื่อถือความน่าเชื่อถือความสามารถในการผลิตและการบำรุงรักษาของ PCB สามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญ ในการใช้งานจริงควรทำการปรับเปลี่ยนที่ยืดหยุ่นและการปรับให้เหมาะสมตามข้อกำหนดของวงจรเฉพาะและข้อ จำกัด ของกระบวนการผลิต
