Papan sirkuit cetak atau PCB yang dirancang dengan buruk tidak akan pernah memenuhi kualitas yang dibutuhkan untuk produksi komersial. Kemampuan untuk menilai kualitas desain PCB sangatlah penting. Pengalaman dan pengetahuan tentang desain PCB diperlukan untuk melakukan tinjauan desain yang menyeluruh. Namun, ada beberapa cara untuk menilai kualitas desain PCB dengan cepat.

Diagram skematik mungkin cukup untuk mengilustrasikan komponen-komponen suatu fungsi dan bagaimana mereka terhubung. Namun, informasi yang diberikan oleh skematik mengenai penempatan dan koneksi komponen yang sebenarnya untuk operasi tertentu sangat terbatas. Ini berarti bahwa meskipun PCB dirancang dengan cermat dengan menerapkan semua koneksi komponen dari diagram prinsip kerja yang lengkap, ada kemungkinan produk akhir tidak berfungsi seperti yang diharapkan. Untuk memeriksa kualitas desain PCB dengan cepat, harap pertimbangkan hal berikut:

1. Jejak PCB

Jejak PCB yang terlihat dilapisi dengan solder resist, yang membantu melindungi jejak tembaga dari korsleting dan oksidasi. Berbagai warna dapat digunakan, tetapi warna yang paling umum digunakan adalah hijau. Perlu diketahui bahwa jejak sulit terlihat karena warna putih solder mask. Dalam banyak kasus, kita hanya dapat melihat lapisan atas dan bawah. Ketika PCB memiliki lebih dari dua lapisan, lapisan dalam tidak terlihat. Namun, mudah untuk menilai kualitas desain hanya dengan melihat lapisan luarnya.

Selama proses peninjauan desain, periksa jejak untuk memastikan tidak ada tikungan tajam dan semuanya memanjang dalam garis lurus. Hindari tikungan tajam, karena jejak frekuensi tinggi atau daya tinggi tertentu dapat menyebabkan masalah. Hindari sepenuhnya karena merupakan sinyal akhir dari kualitas desain yang buruk.

2. Kapasitor decoupling

Untuk menyaring derau frekuensi tinggi yang dapat berdampak negatif pada chip, kapasitor decoupling ditempatkan sangat dekat dengan pin catu daya. Umumnya, jika chip memiliki lebih dari satu pin drain-to-drain (VDD), setiap pin tersebut memerlukan kapasitor decoupling, terkadang bahkan lebih.

Kapasitor decoupling harus ditempatkan sangat dekat dengan pin yang akan didecouple. Jika tidak ditempatkan dekat dengan pin, efek kapasitor decoupling akan sangat berkurang. Jika kapasitor decoupling tidak ditempatkan di dekat pin pada sebagian besar mikrochip, hal ini kembali menunjukkan bahwa desain PCB tidak tepat.

3. Panjang jejak PCB seimbang

Agar beberapa sinyal memiliki hubungan pewaktuan yang akurat, panjang jejak PCB harus disesuaikan dalam desain. Pencocokan panjang jejak memastikan semua sinyal mencapai tujuannya dengan penundaan yang sama dan membantu menjaga hubungan antar tepi sinyal. Diagram skematik perlu diakses untuk mengetahui apakah suatu rangkaian garis sinyal memerlukan hubungan pewaktuan yang presisi. Jejak ini dapat dilacak untuk memeriksa apakah pemerataan panjang jejak telah diterapkan (atau disebut juga garis tunda). Dalam kebanyakan kasus, garis tunda ini tampak seperti garis lengkung.

Perlu dicatat bahwa penundaan tambahan ini disebabkan oleh via di jalur sinyal. Jika via tidak dapat dihindari, penting untuk memastikan bahwa semua grup jejak memiliki jumlah via yang sama dengan hubungan waktu yang tepat. Sebagai alternatif, penundaan yang disebabkan oleh via dapat dikompensasi dengan menggunakan jalur tunda.

4. Penempatan komponen

Meskipun induktor memiliki kemampuan untuk menghasilkan medan magnet, para insinyur harus memastikan bahwa induktor tidak ditempatkan berdekatan saat menggunakan induktor dalam suatu rangkaian. Jika induktor ditempatkan berdekatan, terutama ujung ke ujung, hal ini akan menciptakan kopling yang berbahaya antar induktor. Akibat medan magnet yang dihasilkan oleh induktor, arus listrik akan terinduksi pada benda logam yang besar. Oleh karena itu, induktor harus ditempatkan pada jarak tertentu dari benda logam tersebut, jika tidak, nilai induktansinya dapat berubah. Dengan menempatkan induktor tegak lurus satu sama lain, meskipun induktor ditempatkan berdekatan, kopling timbal balik yang tidak perlu dapat dikurangi.

Jika PCB memiliki resistor daya atau komponen penghasil panas lainnya, Anda perlu mempertimbangkan efek panas pada komponen lain. Misalnya, jika kapasitor kompensasi suhu atau termostat digunakan dalam rangkaian, kapasitor atau termostat tersebut tidak boleh ditempatkan di dekat resistor daya atau komponen penghasil panas lainnya.

Harus ada area khusus pada PCB untuk regulator switching on-board dan komponen-komponen terkaitnya. Bagian ini harus ditempatkan sejauh mungkin dari bagian yang menangani sinyal kecil. Jika catu daya AC terhubung langsung ke PCB, harus ada bagian terpisah di sisi AC PCB. Jika komponen-komponen tidak dipisahkan sesuai dengan rekomendasi di atas, kualitas desain PCB akan bermasalah.

5. Lebar jejak

Insinyur harus ekstra hati-hati dalam menentukan ukuran jejak yang membawa arus besar dengan tepat. Jika jejak yang membawa sinyal yang berubah cepat atau sinyal digital berjalan paralel dengan jejak yang membawa sinyal analog kecil, masalah penangkapan derau dapat muncul. Jejak yang terhubung ke induktor memiliki kemampuan untuk bertindak sebagai antena dan dapat menyebabkan emisi frekuensi radio yang berbahaya. Untuk menghindari hal ini, tanda-tanda ini tidak boleh lebih lebar.

6. Tanah dan bidang tanah

Jika PCB memiliki dua bagian, digital dan analog, dan harus dihubungkan hanya pada satu titik yang sama (biasanya terminal daya negatif), bidang arde harus dipisahkan. Hal ini dapat membantu menghindari dampak negatif dari bagian digital pada bagian analog yang disebabkan oleh lonjakan arus arde. Jalur balik arde dari sub-rangkaian (jika PCB hanya memiliki dua lapisan) perlu dipisahkan, dan kemudian harus dihubungkan pada terminal daya negatif. Sangat disarankan untuk memiliki setidaknya empat lapisan untuk PCB yang cukup kompleks, dan dua lapisan internal diperlukan untuk lapisan daya dan arde.

sebagai kesimpulan

Bagi para insinyur, sangat penting untuk memiliki pengetahuan profesional yang memadai dalam desain PCB untuk menilai kualitas desain satu atau satu karyawan. Namun, insinyur tanpa pengetahuan profesional dapat melihat metode-metode di atas. Sebelum beralih ke pembuatan prototipe, terutama saat merancang produk rintisan, sebaiknya selalu meminta bantuan ahli untuk memeriksa kualitas desain PCB.