Στο σχεδιασμό ηλεκτρονικών προϊόντων, από τη δημιουργία του σχηματικού έως Διάταξη PCB και δρομολόγησης, μπορεί να προκύψουν διάφορα σφάλματα λόγω έλλειψης εμπειρίας ή γνώσης, τα οποία μπορούν να εμποδίσουν την πρόοδο και, σε σοβαρές περιπτώσεις, να καταστήσουν την πλακέτα κυκλώματος άχρηστη. Για να αποφευχθούν τέτοια προβλήματα, είναι απαραίτητο να βελτιώσουμε την κατανόησή μας σε αυτόν τον τομέα και να αποφύγουμε συνηθισμένα λάθη.
Αυτό το άρθρο θα συζητήσει ορισμένα συνηθισμένα προβλήματα γεώτρησης κατά τη διάρκεια Σχεδιασμός PCB για να σας βοηθήσουμε να αποφύγετε την επανάληψη των ίδιων λαθών. Η διάτρηση μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε τρεις τύπους: διαμπερής οπή, τυφλή οπή και θαμμένη οπή. Οι διαμπερείς οπές περιλαμβάνουν επιμεταλλωμένες διαμπερείς οπές (PTH), μη επιμεταλλωμένες διαμπερείς οπές (NPTH) και οπές διέλευσης, οι οποίες χρησιμεύουν για την παροχή ηλεκτρικής συνδεσιμότητας μεταξύ των στρωμάτων. Ανεξάρτητα από τον τύπο, οι οπές που λείπουν μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντικές λειτουργικές βλάβες, καθιστώντας τον σωστό σχεδιασμό της διάτρησης κρίσιμο.
Πρόβλημα 1: Οπές σχισμών τοποθετημένες σε λάθος επίπεδο στο σχεδιασμό Altium
- Περιγραφή προβλήματοςΗ οπή της υποδοχής δεν ήταν σωστή, με αποτέλεσμα το προϊόν να μην είναι κατάλληλο για χρήση.
- Ανάλυση αιτιώνΟ σχεδιαστής παρέλειψε να δημιουργήσει την υποδοχή του στοιχείου USB κατά το σχεδιασμό της συσκευασίας. Κατά το σχεδιασμό της πλακέτας, παρατήρησαν το πρόβλημα, αλλά δεν τροποποίησαν τη συσκευασία. Αντίθετα, πρόσθεσαν την υποδοχή στο στρώμα της οπής. Ενώ αυτή η προσέγγιση μπορεί να φαίνεται καλή θεωρητικά, κατά την κατασκευή, η διάτρηση γίνεται χρησιμοποιώντας τα στρώματα τρυπανιού, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει την παράβλεψη της οπής υποδοχής σε άλλα στρώματα, με αποτέλεσμα την παράλειψη μιας οπής και ένα μη λειτουργικό προϊόν.
- Πώς να Αποφύγετε την ΠαγίδαΚάθε στρώση στο αρχείο σχεδίασης PCB έχει μια συγκεκριμένη λειτουργία. Οι οπές διάτρησης και οι οπές σχισμής πρέπει να τοποθετούνται στο στρώμα διάτρησης, όχι απλώς να θεωρούνται ότι είναι κατασκευαστικές επειδή υπάρχουν στο σχέδιο.
Πρόβλημα 2: Οπές μηδενικής διαμέτρου σε σχεδιασμό Altium
- Περιγραφή προβλήματος: Λείπουν οπές διέλευσης με αποτέλεσμα ανοιχτά κυκλώματα και μη αγωγιμότητα.
- Ανάλυση αιτιώνΣε αυτήν την περίπτωση, το αρχείο σχεδιασμού έλειπαν οπές διέλευσης, οι οποίες επισημάνθηκαν κατά τον έλεγχο Σχεδιασμού για Κατασκευασιμότητα (DFM). Μετά από περαιτέρω έρευνα στο Altium, διαπιστώθηκε ότι η διάμετρος της οπής διέλευσης είχε οριστεί σε 0, καθιστώντας την ουσιαστικά ανύπαρκτη στο αρχείο σχεδιασμού.
- ΑιτίαΑυτό το πρόβλημα προέκυψε λόγω σφάλματος κατά την τοποθέτηση της οπής διέλευσης από τον σχεδιαστή, με αποτέλεσμα μια οπή διέλευσης μηδενικής διαμέτρου. Εάν το πρόβλημα δεν εντοπιστεί κατά τον έλεγχο DFM, οι οπές διέλευσης που λείπουν ενδέχεται να περάσουν απαρατήρητες, οδηγώντας σε ηλεκτρικά ανοιχτά κυκλώματα και βλάβη στη λειτουργικότητα.
- Πώς να Αποφύγετε την ΠαγίδαΑφού ολοκληρώσετε το διάγραμμα κυκλώματος, να εκτελείτε πάντα έλεγχο DFM για να διασφαλίσετε την κατασκευασιμότητα. Οι ελλείπουσες οπές διέλευσης είναι συχνά δύσκολο να εντοπιστούν, αλλά ένας έλεγχος DFM πριν από την κατασκευή θα βοηθήσει στον εντοπισμό τέτοιων προβλημάτων.
Πρόβλημα 3: Λείπουν οι έξοδοι Via στο σχεδιασμό PADS
- Περιγραφή προβλήματοςΗ έλλειψη διαύλων έχει ως αποτέλεσμα ανοιχτά κυκλώματα και έλλειψη αγωγιμότητας.
- Ανάλυση αιτιώνΚατά τη διάρκεια ενός ελέγχου DFM στα PADS, επισημάνθηκαν πολλές ελλείπουσες οπές διέλευσης. Μετά από έρευνα, διαπιστώθηκε ότι ένα σύνολο οπών διέλευσης είχε σχεδιαστεί λανθασμένα ως ημιαγώγιμες οπές διέλευσης, με αποτέλεσμα το PADS να παραλείπει αυτές τις οπές διέλευσης από τα αρχεία εξόδου. Σε αυτήν την περίπτωση, ένας σχεδιασμός διπλής πλευράς PCB δεν επέτρεπε ημιαγώγιμες οπές διέλευσης και το λάθος συνέβη όταν ο μηχανικός δεν ρύθμισε σωστά τις οπές διέλευσης ως ημιαγώγιμες. Αυτό το λάθος εμπόδισε την έξοδο των οπών διέλευσης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γεώτρησης, με αποτέλεσμα την απώλεια οπών διέλευσης.
- Πώς να Αποφύγετε την ΠαγίδαΑυτός ο τύπος σφάλματος είναι δύσκολο να εντοπιστεί χωρίς ανάλυση DFM. Να εκτελείτε πάντα έναν λεπτομερή έλεγχο DFM μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν προβλήματα με τις εξόδους διέλευσης, ειδικά για σύνθετα σχέδια με διαφορετικούς τύπους διέλευσης.
Πρόβλημα 4: Λείπει η υποδοχή στα αρχεία Allegro Gerber
- Περιγραφή προβλήματος: Λείπουν οι οπές για τις ακίδες για τα εξαρτήματα HDMI, με αποτέλεσμα την αδυναμία εισαγωγής των ακίδων.
- Ανάλυση αιτιώνΚατά τη διάρκεια ενός ελέγχου DFM, επισημάνθηκαν οι οπές υποδοχής που έλειπαν. Μετά από περαιτέρω έρευνα, διαπιστώθηκε ότι το αρχείο Gerber δεν περιελάμβανε το επίπεδο οπών υποδοχής. Αυτό το πρόβλημα προέκυψε επειδή το αρχείο γεώτρησης εξήχθη σωστά, αλλά το επίπεδο οπών υποδοχής παραλείφθηκε, με αποτέλεσμα να λείπουν υποδοχές για εξαρτήματα όπως οι υποδοχές HDMI. Εάν συμβεί αυτό, οι ακίδες των εξαρτημάτων δεν μπορούν να εισαχθούν και, εάν η υποδοχή προορίζεται για δίκτυο γείωσης, η μετέπειτα διάτρησή της θα μπορούσε να προκαλέσει ανοιχτό δίκτυο γείωσης.
- Πώς να Αποφύγετε την ΠαγίδαΑυτός ο τύπος σφάλματος είναι συνηθισμένος στους αρχάριους, καθώς είναι εύκολο να ξεχάσετε να εκτυπώσετε το επίπεδο οπών σχισμής. Πάντα να εκτελείτε έναν έλεγχο DFM πριν από την αποστολή του σχεδίου για κατασκευή, για να βεβαιωθείτε ότι όλα τα απαραίτητα επίπεδα, συμπεριλαμβανομένων των οπών σχισμής, περιλαμβάνονται στα αρχεία Gerber.
Σημασία των οπών στο σχεδιασμό PCB
Οι οπές στο σχεδιασμό των PCB είναι κρίσιμες για τη δρομολόγηση, τη δομική υποστήριξη και την τοποθέτηση των εξαρτημάτων. Οι διαμπερείς οπές, οι οπές τοποθέτησης και οι οπές για εξαρτήματα όπως οι συσκευασίες DIP πρέπει να σχεδιάζονται και να τοποθετούνται σωστά. Η έλλειψη οπών ή η λανθασμένη τοποθέτηση οπών μπορεί να οδηγήσει σε αποτυχία σχεδιασμού. Η διασφάλιση του σωστού σχεδιασμού οπών και η διεξαγωγή διεξοδικών ελέγχων DFM είναι ζωτικής σημασίας βήματα για την αποφυγή δαπανηρών σφαλμάτων και τη διασφάλιση ότι το τελικό προϊόν λειτουργεί όπως προβλέπεται.
