หลักการออกแบบ PCB คืออะไร

เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ การจัดวางส่วนประกอบและการเดินสายไฟมีความสำคัญมากเพื่อออกแบบกพีซีบีด้วยคุณภาพที่ดีและต้นทุนต่ำควรปฏิบัติตามหลักการทั่วไปดังต่อไปนี้:
เค้าโครง
ก่อนอื่นให้พิจารณาขนาดของ PCBหากขนาด PCB ใหญ่เกินไป เส้นที่พิมพ์จะยาว อิมพีแดนซ์จะเพิ่มขึ้น ความสามารถในการป้องกันเสียงรบกวนจะลดลง และต้นทุนก็จะเพิ่มขึ้นด้วยถ้ามันเล็กเกินไป การระบายความร้อนจะไม่ดี และเส้นที่อยู่ติดกันจะถูกรบกวนได้ง่ายหลังจากกำหนดขนาด PCB แล้ว ให้กำหนดตำแหน่งของส่วนประกอบพิเศษในที่สุดตามหน่วยการทำงานของวงจรส่วนประกอบทั้งหมดของวงจรจะถูกจัดวาง
เมื่อกำหนดตำแหน่งของส่วนประกอบพิเศษ ควรปฏิบัติตามหลักการต่อไปนี้:
① ลดการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบความถี่สูงให้สั้นลงให้มากที่สุด และพยายามลดพารามิเตอร์การกระจายและการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งกันและกันส่วนประกอบที่ไวต่อสัญญาณรบกวนต้องไม่อยู่ใกล้กันเกินไป และควรเก็บส่วนประกอบอินพุตและเอาต์พุตให้อยู่ห่างกันมากที่สุด
② อาจมีความต่างศักย์สูงระหว่างส่วนประกอบหรือสายไฟบางชิ้น และควรเพิ่มระยะห่างระหว่างกันเพื่อหลีกเลี่ยงการลัดวงจรโดยไม่ได้ตั้งใจที่เกิดจากการคายประจุส่วนประกอบที่มีไฟฟ้าแรงสูงควรจัดวางในตำแหน่งที่มือไม่สามารถเข้าถึงได้ง่ายในระหว่างการดีบัก

③ ส่วนประกอบที่มีน้ำหนักมากกว่า 15 กรัมควรยึดด้วยตัวยึดแล้วเชื่อมไม่ควรติดตั้งส่วนประกอบที่มีขนาดใหญ่ หนัก และสร้างความร้อนสูงบนแผ่นพิมพ์ แต่ควรติดตั้งที่แผ่นด้านล่างของแชสซีของตัวเครื่องทั้งหมด และควรพิจารณาปัญหาการกระจายความร้อนควรเก็บส่วนประกอบความร้อนให้ห่างจากส่วนประกอบความร้อน
④ สำหรับการจัดวางส่วนประกอบแบบปรับได้ เช่น โพเทนชิออมิเตอร์ ขดลวดเหนี่ยวนำแบบปรับได้ ตัวเก็บประจุแบบแปรผัน และไมโครสวิตช์ ควรพิจารณาข้อกำหนดทางโครงสร้างของเครื่องจักรทั้งหมดหากมีการปรับเปลี่ยนภายในเครื่อง ควรวางไว้บนกระดานพิมพ์ซึ่งสะดวกต่อการปรับหากปรับนอกตัวเครื่อง ควรปรับตำแหน่งให้ตรงกับตำแหน่งของปุ่มปรับบนแผงแชสซี
ตามหน่วยการทำงานของวงจรเมื่อวางส่วนประกอบทั้งหมดของวงจรต้องปฏิบัติตามหลักการต่อไปนี้:
①จัดตำแหน่งของยูนิตวงจรการทำงานแต่ละยูนิตตามการไหลของวงจร เพื่อให้การจัดวางสะดวกสำหรับการไหลเวียนของสัญญาณ และรักษาทิศทางของสัญญาณให้สอดคล้องกันมากที่สุด
② นำส่วนประกอบหลักของแต่ละวงจรการทำงานเป็นศูนย์กลางและวางเค้าโครงรอบๆส่วนประกอบต่างๆ ควรวาดบน PCB อย่างสม่ำเสมอ เรียบร้อย และกะทัดรัด ลดและทำให้สายนำและการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบต่างๆ สั้นลงและสั้นลง

③ สำหรับวงจรที่ทำงานที่ความถี่สูง ต้องพิจารณาพารามิเตอร์การกระจายระหว่างส่วนประกอบต่างๆโดยทั่วไปวงจรควรจัดเรียงส่วนประกอบให้ขนานกันมากที่สุดด้วยวิธีนี้ ไม่เพียงแต่สวยงาม แต่ยังประกอบและเชื่อมได้ง่าย และง่ายต่อการผลิตเป็นจำนวนมาก
④ส่วนประกอบที่อยู่บนขอบของแผงวงจรโดยทั่วไปอยู่ห่างจากขอบของแผงวงจรไม่น้อยกว่า 2 มม.รูปร่างที่ดีที่สุดสำหรับแผงวงจรคือสี่เหลี่ยมผืนผ้าอัตราส่วนภาพคือ 3:2 หรือ 4:3เมื่อขนาดของพื้นผิวแผงวงจรมากกว่า 200 มม. ✖150 มม. ควรคำนึงถึงความแข็งแรงทางกลของแผงวงจรด้วย
เดินสาย
หลักการมีดังนี้:
① สายไฟที่ใช้กับขั้วต่ออินพุตและเอาต์พุตควรหลีกเลี่ยงการอยู่ติดกันและขนานกันให้มากที่สุดเป็นการดีที่สุดที่จะเพิ่มสายกราวด์ระหว่างบรรทัดเพื่อหลีกเลี่ยงการมีเพศสัมพันธ์แบบป้อนกลับ
② ความกว้างต่ำสุดของเส้นลวดแผงวงจรพิมพ์นั้นพิจารณาจากแรงยึดเกาะระหว่างเส้นลวดกับพื้นผิวที่เป็นฉนวนเป็นหลัก และค่ากระแสที่ไหลผ่าน

เมื่อความหนาของฟอยล์ทองแดงเท่ากับ 0.05 มม. และความกว้าง 1 ถึง 15 มม. อุณหภูมิจะไม่สูงกว่า 3 °C ผ่านกระแสไฟฟ้า 2 A ดังนั้นความกว้างของลวดคือ 1.5 มม. เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับวงจรรวม โดยเฉพาะวงจรดิจิตอล มักจะเลือกความกว้างของเส้นลวดที่ 0.02-0.3 มม.แน่นอนที่สุด ให้ใช้สายไฟกว้าง โดยเฉพาะสายไฟและสายดิน
ระยะห่างต่ำสุดของตัวนำถูกกำหนดโดยความต้านทานของฉนวนในกรณีที่แย่ที่สุดระหว่างสายและแรงดันพังทลายสำหรับวงจรรวม โดยเฉพาะวงจรดิจิตอล ตราบใดที่กระบวนการอนุญาต พิทช์อาจมีขนาดเล็กถึง 5-8 um

③ มุมของสายไฟพิมพ์โดยทั่วไปจะเป็นรูปโค้ง ในขณะที่มุมฉากหรือมุมรวมจะส่งผลต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้าในวงจรความถี่สูงนอกจากนี้ พยายามหลีกเลี่ยงการใช้ฟอยล์ทองแดงเป็นบริเวณกว้าง มิฉะนั้น เมื่อได้รับความร้อนเป็นเวลานาน จะทำให้ฟอยล์ทองแดงขยายตัวและหลุดออกได้ง่ายเมื่อต้องใช้ฟอยล์ทองแดงในพื้นที่ขนาดใหญ่ วิธีที่ดีที่สุดคือใช้รูปทรงกริด ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการกำจัดก๊าซระเหยที่เกิดจากกาวระหว่างฟอยล์ทองแดงและพื้นผิวเมื่อถูกความร้อน
แผ่น
รูตรงกลางของแผ่นรองใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของสายอุปกรณ์เล็กน้อยหากแผ่นอิเล็กโทรดมีขนาดใหญ่เกินไป จะเกิดรอยประสานเสมือนจริงได้ง่ายเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก D ของแพ้ดโดยทั่วไปไม่น้อยกว่า d+1.2 มม. โดยที่ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางรูนำสำหรับวงจรดิจิตอลความหนาแน่นสูง เส้นผ่านศูนย์กลางต่ำสุดของแพดสามารถเป็น d+1.0 มม.
การแก้ไขซอฟต์แวร์บอร์ด PCB