In PCB hội đồng quản trị thiết kế, đối với kỹ sư, thiết kế mạch là cơ bản nhất. Tuy nhiên, nhiều kỹ sư có xu hướng thận trọng và cẩn thận trong việc thiết kế các bo mạch PCB phức tạp và khó, đồng thời bỏ qua một số điểm cần chú ý trong thiết kế các bo mạch PCB cơ bản, dẫn đến sai sót. Một sơ đồ mạch hoàn toàn tốt có thể có vấn đề hoặc bị hỏng hoàn toàn khi chuyển đổi sang PCB. Do đó, để giúp các kỹ sư giảm thiểu thay đổi thiết kế và nâng cao hiệu quả công việc trong thiết kế PCB, một số khía cạnh cần chú ý trong quá trình thiết kế PCB được đề xuất ở đây.

Thiết kế hệ thống tản nhiệt trong thiết kế bảng mạch PCB

Trong thiết kế bảng mạch PCB, thiết kế hệ thống làm mát bao gồm phương pháp làm mát và lựa chọn các thành phần làm mát, cũng như xem xét hệ số giãn nở lạnh. Hiện tại, các phương pháp làm mát bảng mạch PCB thường được sử dụng bao gồm: làm mát bằng chính bảng mạch PCB, thêm bộ tản nhiệt và bảng dẫn nhiệt vào bảng mạch PCB, v.v.

Trong thiết kế bảng mạch PCB truyền thống, hầu hết được sử dụng nền vải thủy tinh đồng / epoxy hoặc nền vải thủy tinh nhựa phenolic, cũng như một lượng nhỏ tấm phủ đồng bằng giấy, những vật liệu này có hiệu suất điện và hiệu suất xử lý tốt, nhưng dẫn nhiệt kém. Do việc sử dụng lớn QFP, BGA và các thành phần gắn trên bề mặt khác trong thiết kế bảng mạch PCB hiện tại, nhiệt lượng do các thành phần tạo ra được truyền đến bảng mạch PCB với số lượng lớn. Do đó, cách hiệu quả nhất để giải quyết vấn đề tản nhiệt là cải thiện khả năng tản nhiệt của bảng mạch PCB tiếp xúc trực tiếp với bộ phận phát nhiệt, và dẫn truyền hoặc phát ra ngoài qua bảng mạch PCB.

Lưu ý khi thiết kế hệ thống tản nhiệt trên bo mạch PCB

Hình 1: Thiết kế bảng mạch PCB _ Thiết kế hệ thống tản nhiệt

Khi một số lượng nhỏ các thành phần trên bảng PCB có nhiệt cao, có thể thêm tản nhiệt hoặc ống dẫn nhiệt vào thiết bị sưởi của bảng PCB; Khi không thể hạ nhiệt độ, có thể sử dụng bộ tản nhiệt có quạt. Khi có một lượng lớn thiết bị sưởi trên bảng mạch PCB, có thể sử dụng bộ tản nhiệt lớn. Tản nhiệt có thể được tích hợp trên bề mặt của linh kiện để nó có thể được làm mát bằng cách tiếp xúc với từng thành phần trên bảng mạch PCB. Máy tính chuyên nghiệp được sử dụng trong sản xuất video và hoạt hình thậm chí cần được làm mát bằng cách làm mát bằng nước.

Lựa chọn và bố trí các thành phần trong thiết kế bảng mạch PCB

Trong thiết kế bảng mạch PCB, không có nghi ngờ gì khi phải đối mặt với việc lựa chọn các thành phần. Các thông số kỹ thuật của mỗi thành phần là khác nhau, và các đặc tính của các thành phần do các nhà sản xuất khác nhau sản xuất có thể khác nhau đối với cùng một sản phẩm. Vì vậy, khi lựa chọn các thành phần cho thiết kế bo mạch PCB, cần liên hệ với nhà cung cấp để biết các đặc tính của các thành phần và hiểu được ảnh hưởng của các đặc điểm này đến thiết kế bo mạch PCB.

Ngày nay, việc lựa chọn bộ nhớ phù hợp cũng rất quan trọng đối với thiết kế PCB. Bởi vì bộ nhớ DRAM và Flash được cập nhật liên tục, đó là một thách thức lớn đối với các nhà thiết kế PCB để giữ cho thiết kế mới khỏi ảnh hưởng của thị trường bộ nhớ. Các nhà thiết kế PCB phải để mắt đến thị trường bộ nhớ và duy trì mối quan hệ chặt chẽ với các nhà sản xuất.

Hình 2: Thiết kế bảng mạch PCB _ Các thành phần quá nóng và cháy

Ngoài ra, một số linh kiện có khả năng tản nhiệt lớn cũng phải tính toán, cách bố trí chúng cũng cần đặc biệt lưu ý. Khi một số lượng lớn các thành phần cùng nhau, chúng có thể tạo ra nhiều nhiệt hơn, dẫn đến biến dạng và tách lớp điện trở hàn, hoặc thậm chí gây cháy toàn bộ bảng mạch PCB. Vì vậy các kỹ sư thiết kế và bố trí PCB phải làm việc cùng nhau để đảm bảo rằng các thành phần có bố cục phù hợp.

Bố cục trước tiên nên xem xét kích thước của bảng PCB. Khi kích thước bảng mạch PCB quá lớn, độ dài dòng in, trở kháng tăng, khả năng chống nhiễu giảm, giá thành cũng tăng theo; Nếu bo mạch PCB quá nhỏ, khả năng tản nhiệt không tốt, các đường liền kề rất dễ bị nhiễu. Sau khi xác định kích thước của bảng mạch PCB, hãy xác định vị trí của các thành phần đặc biệt. Cuối cùng, theo đơn vị chức năng của mạch, tất cả các thành phần của mạch đã được trình bày.

Thiết kế khả năng kiểm tra trong thiết kế bảng mạch PCB

Các công nghệ chính của khả năng kiểm tra PCB bao gồm đo lường khả năng kiểm tra, thiết kế và tối ưu hóa cơ chế kiểm tra, xử lý thông tin kiểm tra và chẩn đoán lỗi. Trên thực tế, việc thiết kế khả năng kiểm tra của bảng mạch PCB là giới thiệu một số phương pháp kiểm tra cho bảng mạch PCB có thể tạo điều kiện cho việc kiểm tra

Cung cấp một kênh thông tin để lấy thông tin kiểm tra nội bộ của đối tượng được kiểm tra. Do đó, thiết kế hợp lý và hiệu quả của cơ chế kiểm tra là đảm bảo để cải thiện mức độ kiểm tra thành công của bảng mạch PCB. Nâng cao chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm, giảm chi phí vòng đời sản phẩm, công nghệ thiết kế khả năng kiểm tra có thể dễ dàng thu được thông tin phản hồi của kiểm tra bảng mạch PCB, có thể dễ dàng chẩn đoán lỗi theo thông tin phản hồi. Trong thiết kế bo mạch PCB, cần đảm bảo rằng vị trí phát hiện và đường vào của DFT và các đầu phát hiện khác sẽ không bị ảnh hưởng.

Với sự thu nhỏ của các sản phẩm điện tử, quy mô linh kiện ngày càng nhỏ, và mật độ lắp đặt cũng ngày càng tăng. Ngày càng có ít nút mạch để kiểm tra, vì vậy việc kiểm tra lắp ráp PCB trực tuyến ngày càng khó khăn hơn. Do đó, các điều kiện điện và vật lý và cơ học của khả năng thử nghiệm của PCB cần được xem xét đầy đủ khi thiết kế bảng PCB, và nên sử dụng các thiết bị cơ và điện tử thích hợp để thử nghiệm.

Hình 3: Thiết kế bảng mạch PCB _ Thiết kế khả năng kiểm tra

Thiết kế bảng mạch PCB của MSL cấp độ nhạy ẩm

Hình 4: Thiết kế bảng mạch PCB _ Mức độ nhạy cảm với độ ẩm

MSL: Mức độ nhạy cảm với Moisure. Nó được đánh dấu trên nhãn và được phân loại thành các cấp 1, 2, 2A, 3, 4, 5, 5A và 6. Các thành phần có yêu cầu đặc biệt về độ ẩm hoặc được đánh dấu bằng các thành phần nhạy cảm với độ ẩm trên bao bì phải được quản lý hiệu quả để cung cấp phạm vi kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong môi trường sản xuất và lưu trữ vật liệu, do đó đảm bảo độ tin cậy về hiệu suất của các thành phần nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm. Khi nướng, BGA, QFP, MEM, BIOS và các yêu cầu khác của đóng gói chân không hoàn hảo, các thành phần chịu nhiệt độ cao và nhiệt độ cao được nướng ở các nhiệt độ khác nhau, hãy chú ý đến thời gian nướng. Yêu cầu nướng bảng PCB trước tiên đề cập đến yêu cầu đóng gói bảng PCB hoặc yêu cầu của khách hàng. Sau khi nướng, các thành phần nhạy cảm với độ ẩm và bảng mạch PCB không được vượt quá 12H ở nhiệt độ phòng. Các thành phần nhạy cảm với độ ẩm chưa được sử dụng hoặc chưa sử dụng hoặc bo mạch PCB phải được niêm phong bằng bao bì hút chân không hoặc được bảo quản trong hộp sấy khô.

Bốn điểm trên cần chú ý trong thiết kế bo mạch PCB, hy vọng sẽ giúp ích cho các kỹ sư đang gặp khó khăn trong quá trình thiết kế bo mạch PCB.