มาดูข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดในการออกแบบ PCB กัน คุณทำมากี่อันแล้ว?

ในกระบวนการออกแบบวงจรฮาร์ดแวร์ย่อมเกิดข้อผิดพลาดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ คุณมีข้อผิดพลาดในระดับต่ำหรือไม่?

ต่อไปนี้แสดงรายการปัญหาการออกแบบที่พบบ่อยที่สุดห้าประการในการออกแบบ PCB และมาตรการรับมือที่เกี่ยวข้อง

01. ข้อผิดพลาดของพิน

แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมเชิงเส้นแบบอนุกรมมีราคาถูกกว่าแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง แต่ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานต่ำ โดยปกติแล้ว วิศวกรจำนวนมากเลือกใช้แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมเชิงเส้นเนื่องจากใช้งานง่าย มีคุณภาพดี และราคาต่ำ

แต่ควรสังเกตว่าถึงแม้จะสะดวกในการใช้งานแต่ก็กินไฟมากและทำให้เกิดการกระจายความร้อนได้มาก ในทางตรงกันข้าม แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมีความซับซ้อนในการออกแบบแต่มีประสิทธิภาพมากกว่า

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าพินเอาท์พุตของอุปกรณ์จ่ายไฟที่ได้รับการควบคุมบางตัวอาจไม่เข้ากัน ดังนั้นก่อนที่จะเดินสายไฟ จำเป็นต้องยืนยันคำจำกัดความพินที่เกี่ยวข้องในคู่มือชิป

รูปที่ 1.1 แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมเชิงเส้นที่มีการจัดเรียงพินพิเศษ

02. ข้อผิดพลาดในการเดินสายไฟ

ความแตกต่างระหว่างการออกแบบและการเดินสายเป็นข้อผิดพลาดหลักในขั้นตอนสุดท้ายของการออกแบบ PCB บางสิ่งจึงต้องตรวจสอบซ้ำๆ

เช่น ขนาดอุปกรณ์ คุณภาพ ขนาดแพด และระดับการตรวจสอบ กล่าวโดยสรุป จำเป็นต้องตรวจสอบซ้ำกับแผนผังการออกแบบ

 รูปที่ 2.1 การตรวจสอบสาย

03. กับดักการกัดกร่อน

เมื่อมุมระหว่างสาย PCB น้อยเกินไป (มุมแหลม) อาจเกิดกับดักกรดได้

การเชื่อมต่อมุมแหลมเหล่านี้อาจมีของเหลวที่กัดกร่อนตกค้างในระหว่างขั้นตอนการกัดกร่อนของแผงวงจร ดังนั้นจึงช่วยขจัดทองแดงออกจากจุดนั้นมากขึ้น ก่อตัวเป็นจุดการ์ดหรือกับดัก

ต่อมาสายอาจขาดและวงจรอาจเปิดได้ กระบวนการผลิตสมัยใหม่ได้ลดปรากฏการณ์กับดักการกัดกร่อนลงอย่างมากเนื่องจากการใช้สารละลายการกัดกร่อนที่ไวต่อแสง

 รูปที่ 3.1 เส้นเชื่อมต่อที่มีมุมแหลม

04. อุปกรณ์หลุมฝังศพ

เมื่อใช้กระบวนการรีโฟลว์เพื่อบัดกรีอุปกรณ์ยึดพื้นผิวขนาดเล็ก อุปกรณ์จะก่อให้เกิดปรากฏการณ์การบิดงอแบบปลายด้านเดียวภายใต้การแทรกซึมของโลหะบัดกรี หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า "ศิลาจารึกหลุมศพ"

ปรากฏการณ์นี้มักเกิดจากรูปแบบการเดินสายไฟที่ไม่สมมาตร ซึ่งทำให้การกระจายความร้อนบนแผงอุปกรณ์ไม่สม่ำเสมอ การใช้การตรวจสอบ DFM ที่ถูกต้องสามารถบรรเทาการเกิดปรากฏการณ์หลุมศพได้อย่างมีประสิทธิภาพ

  รูปที่ 4.1 ปรากฏการณ์ Tombstone ระหว่างการบัดกรีแบบรีโฟลว์ของแผงวงจร

05. ความกว้างของตะกั่ว

เมื่อกระแสไฟฟ้าของสาย PCB เกิน 500mA เส้นผ่านศูนย์กลางบรรทัดแรกของ PCB ดูเหมือนจะไม่เพียงพอ โดยทั่วไป พื้นผิวของ PCB จะส่งกระแสไฟได้มากกว่ากระแสภายในของบอร์ดหลายชั้น เนื่องจากร่องรอยบนพื้นผิวสามารถกระจายความร้อนผ่านอากาศได้

ความกว้างของรอยเส้นยังสัมพันธ์กับความหนาของฟอยล์ทองแดงบนชั้นด้วย ผู้ผลิต PCB ส่วนใหญ่อนุญาตให้คุณเลือกทองแดงฟอยล์ที่มีความหนาได้ตั้งแต่ 0.5 ออนซ์/ตร.ฟุต ถึง 2.5 ออนซ์/ตร.ฟุต

รูปที่ 5.1 ความกว้างของตะกั่ว PCB