In PCB บอร์ด การออกแบบ สำหรับวิศวกร การออกแบบวงจรเป็นพื้นฐานที่สุด อย่างไรก็ตาม วิศวกรหลายคนมักจะระมัดระวังและระมัดระวังในการออกแบบบอร์ด PCB ที่ซับซ้อนและยาก ในขณะที่ละเลยบางจุดที่จะต้องใส่ใจในการออกแบบบอร์ด PCB พื้นฐาน ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาด แผนภาพวงจรที่ดีอย่างสมบูรณ์อาจมีปัญหาหรือแตกหักเมื่อแปลงเป็น PCB ดังนั้น เพื่อช่วยให้วิศวกรลดการเปลี่ยนแปลงการออกแบบและปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานในการออกแบบ PCB จึงขอเสนอแง่มุมต่างๆ ที่ต้องให้ความสนใจในกระบวนการออกแบบ PCB ไว้ที่นี่

การออกแบบระบบระบายความร้อนในการออกแบบบอร์ด PCB

ในการออกแบบบอร์ด PCB การออกแบบระบบทำความเย็นประกอบด้วยวิธีการทำความเย็นและการเลือกส่วนประกอบการทำความเย็น ตลอดจนการพิจารณาค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวขณะเย็น ปัจจุบันวิธีการทำความเย็นที่ใช้กันทั่วไปของบอร์ด PCB ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยบอร์ด PCB การเพิ่มหม้อน้ำและแผงระบายความร้อนให้กับบอร์ด PCB เป็นต้น

ในการออกแบบบอร์ด PCB แบบดั้งเดิม ส่วนใหญ่จะใช้พื้นผิวผ้าแก้วทองแดง/อีพ็อกซี่หรือพื้นผิวผ้าแก้วเรซินฟีนอล เช่นเดียวกับแผ่นเคลือบทองแดงกระดาษจำนวนเล็กน้อย วัสดุเหล่านี้มีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีและประสิทธิภาพการประมวลผล แต่การนำความร้อนต่ำ เนื่องจากมีการใช้ QFP, BGA และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ติดตั้งบนพื้นผิวในการออกแบบบอร์ด PCB ในปัจจุบัน ความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบจะถูกส่งไปยังบอร์ด PCB ในปริมาณมาก ดังนั้น วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการแก้ปัญหาการกระจายความร้อนคือการปรับปรุงความสามารถในการกระจายความร้อนของบอร์ด PCB โดยตรงเมื่อสัมผัสกับองค์ประกอบความร้อน และดำเนินการหรือปล่อยผ่านบอร์ด PCB

หมายเหตุสำหรับการออกแบบระบบระบายความร้อนบนบอร์ด PCB

รูปที่ 1: การออกแบบบอร์ด PCB _ การออกแบบระบบระบายความร้อน

เมื่อส่วนประกอบจำนวนน้อยบนบอร์ด PCB มีความร้อนสูง สามารถเพิ่มฮีตซิงก์หรือท่อนำความร้อนไปยังอุปกรณ์ทำความร้อนของบอร์ด PCB เมื่อไม่สามารถลดอุณหภูมิได้ หม้อน้ำพร้อมพัดลมก็สามารถใช้ได้ เมื่อมีอุปกรณ์ทำความร้อนจำนวนมากบนบอร์ด PCB สามารถใช้ฮีตซิงก์ขนาดใหญ่ได้ แผ่นระบายความร้อนสามารถรวมเข้ากับพื้นผิวของส่วนประกอบเพื่อให้สามารถระบายความร้อนได้โดยการสัมผัสแต่ละส่วนประกอบบนบอร์ด PCB คอมพิวเตอร์ระดับมืออาชีพที่ใช้ในการผลิตวิดีโอและแอนิเมชั่นจำเป็นต้องระบายความร้อนด้วยน้ำ

การเลือกและการจัดวางส่วนประกอบในการออกแบบบอร์ด PCB

ในการออกแบบบอร์ด PCB ไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะต้องเผชิญกับทางเลือกของส่วนประกอบต่างๆ ข้อมูลจำเพาะของส่วนประกอบแต่ละอย่างแตกต่างกัน และลักษณะของส่วนประกอบที่ผลิตโดยผู้ผลิตต่างกันอาจแตกต่างกันสำหรับผลิตภัณฑ์เดียวกัน ดังนั้นเมื่อเลือกส่วนประกอบสำหรับการออกแบบบอร์ด PCB จำเป็นต้องติดต่อซัพพลายเออร์เพื่อทราบคุณสมบัติของส่วนประกอบและทำความเข้าใจผลกระทบของลักษณะเหล่านี้ต่อการออกแบบบอร์ด PCB

ในปัจจุบันนี้ การเลือกหน่วยความจำที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการออกแบบ PCB เนื่องจาก DRAM และหน่วยความจำแฟลชได้รับการอัปเดตอย่างต่อเนื่อง จึงเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่สำหรับนักออกแบบ PCB ที่จะรักษาการออกแบบใหม่จากอิทธิพลของตลาดหน่วยความจำ นักออกแบบ PCB ต้องจับตาดูตลาดหน่วยความจำและรักษาความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับผู้ผลิต

รูปที่ 2: การออกแบบบอร์ด PCB _ ส่วนประกอบที่มีความร้อนสูงเกินไปและการเผาไหม้

นอกจากนี้ ส่วนประกอบบางอย่างที่มีการกระจายความร้อนขนาดใหญ่ต้องถูกคำนวณ และการจัดวางก็ต้องได้รับการพิจารณาเป็นพิเศษ เมื่อส่วนประกอบจำนวนมากรวมกัน จะสามารถผลิตความร้อนได้มากขึ้น ส่งผลให้เกิดการเสียรูปและการแยกชั้นความต้านทานการเชื่อม หรือแม้กระทั่งจุดไฟให้บอร์ด PCB ทั้งหมด ดังนั้นวิศวกรออกแบบ PCB และเลย์เอาต์จึงต้องทำงานร่วมกันเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบมีเลย์เอาต์ที่ถูกต้อง

เลย์เอาต์ควรพิจารณาขนาดของบอร์ด PCB ก่อน เมื่อขนาดบอร์ด PCB ใหญ่เกินไป ความยาวบรรทัดที่พิมพ์ อิมพีแดนซ์เพิ่มขึ้น ความสามารถในการป้องกันเสียงรบกวนลดลง ต้นทุนยังเพิ่มขึ้น หากบอร์ด PCB เล็กเกินไป การกระจายความร้อนไม่ดี และเส้นที่อยู่ติดกันจะถูกรบกวนได้ง่าย หลังจากกำหนดขนาดของบอร์ด PCB แล้ว ให้กำหนดตำแหน่งของส่วนประกอบพิเศษ ในที่สุด ตามหน่วยการทำงานของวงจร ส่วนประกอบทั้งหมดของวงจรจะถูกจัดวาง

การออกแบบความสามารถในการทดสอบในการออกแบบบอร์ด PCB

เทคโนโลยีหลักของความสามารถในการทดสอบ PCB ได้แก่ การวัดความสามารถในการทดสอบ การออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพกลไกการทดสอบ การประมวลผลข้อมูลการทดสอบ และการวินิจฉัยข้อผิดพลาด ในความเป็นจริง การออกแบบความสามารถในการทดสอบของบอร์ด PCB คือการแนะนำวิธีการทดสอบบางอย่างให้กับบอร์ด PCB ซึ่งสามารถอำนวยความสะดวกในการทดสอบ

เพื่อให้เป็นช่องทางข้อมูลในการรับข้อมูลการทดสอบภายในของวัตถุที่อยู่ระหว่างการทดสอบ ดังนั้นการออกแบบกลไกการทดสอบที่สมเหตุสมผลและมีประสิทธิภาพจึงเป็นการรับประกันว่าจะสามารถปรับปรุงระดับความสามารถในการทดสอบของบอร์ด PCB ได้สำเร็จ ปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์และความน่าเชื่อถือ ลดต้นทุนของวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ เทคโนโลยีการออกแบบการทดสอบสามารถรับข้อมูลป้อนกลับของการทดสอบบอร์ด PCB ได้อย่างง่ายดาย สามารถทำการวินิจฉัยข้อผิดพลาดตามข้อมูลป้อนกลับได้อย่างง่ายดาย ในการออกแบบบอร์ด PCB จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าตำแหน่งการตรวจจับและเส้นทางเข้าของ DFT และหัวตรวจจับอื่นๆ จะไม่ได้รับผลกระทบ

ด้วยการย่อขนาดผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ระยะห่างของส่วนประกอบจะเล็กลงเรื่อยๆ และความหนาแน่นในการติดตั้งก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน มีโหนดวงจรสำหรับการทดสอบน้อยลงเรื่อย ๆ ดังนั้นจึงยากขึ้นเรื่อย ๆ ในการทดสอบการประกอบ PCB ออนไลน์ ดังนั้นควรพิจารณาสภาพทางไฟฟ้าและทางกายภาพและทางกลของความสามารถในการทดสอบของ PCB เมื่อออกแบบบอร์ด PCB และควรใช้อุปกรณ์ทางกลและอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสมสำหรับการทดสอบ

รูปที่ 3: การออกแบบบอร์ด PCB _ การออกแบบการทดสอบ

การออกแบบบอร์ด PCB ของเกรดความไวต่อความชื้น MSL

รูปที่ 4: การออกแบบบอร์ด PCB _ ระดับความไวของความชื้น

MSL: ระดับที่ไวต่อความชื้น มีการทำเครื่องหมายบนฉลากและจำแนกเป็นระดับ 1, 2, 2A, 3, 4, 5, 5A และ 6 ส่วนประกอบที่มีข้อกำหนดพิเศษเกี่ยวกับความชื้นหรือถูกทำเครื่องหมายด้วยส่วนประกอบที่ไวต่อความชื้นบนบรรจุภัณฑ์จะต้องได้รับการจัดการอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้ช่วงการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นในการจัดเก็บวัสดุและสภาพแวดล้อมการผลิต จึงมั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของประสิทธิภาพของส่วนประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิและความชื้น เมื่ออบ BGA, QFP, MEM, BIOS และข้อกำหนดอื่นๆ ของบรรจุภัณฑ์สูญญากาศที่สมบูรณ์แบบ ส่วนประกอบที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและอุณหภูมิสูงจะอบที่อุณหภูมิต่างกัน ให้ความสนใจกับเวลาในการอบ ข้อกำหนดในการอบบอร์ด PCB ก่อนหมายถึงข้อกำหนดบรรจุภัณฑ์ของบอร์ด PCB หรือความต้องการของลูกค้า หลังจากการอบ ส่วนประกอบที่ไวต่อความชื้นและบอร์ด PCB ไม่ควรเกิน 12H ที่อุณหภูมิห้อง ส่วนประกอบที่ไวต่อความชื้นที่ไม่ได้ใช้หรือไม่ได้ใช้หรือบอร์ด PCB ควรปิดผนึกด้วยบรรจุภัณฑ์สูญญากาศหรือเก็บไว้ในกล่องอบแห้ง

สี่ประเด็นข้างต้นควรให้ความสนใจในการออกแบบบอร์ด PCB โดยหวังว่าจะช่วยวิศวกรที่กำลังดิ้นรนในการออกแบบบอร์ด PCB