PCB Tasarım

---

 

 

 

 

 

PCB tasarımı sistemlerin üretim aşamalarındaki temel adımlardan biridir. İyi bir pcb tasarımı yapmak üretim anında ortaya çıkabilecek sorunları engelleyeceği gibi bununla alakalı maddi problemleri de en aza indirecektir. Tasarım sırasında dikkat edilmesi gereken kurallar ve uygulama yöntemleri vardır.

1. Üretim aşaması için tasarım referans noktaları belirlenmelidir.
2. Kartın büyüklüğü hakkında bilgi sahibi olunmalı ve Tasarıma yeterli büyüklük ayarlanmalıdır.
3. Devre kartının kaç kat olacağı belirlenmelidir. (1 layer- 2 layer- 4 layer….)
4. Elemanların montaj yöntemleri belirlenmelidir ve eleman montaj kılıflarına hakim olunmalıdır. (DIP – SMD gibi)

PCB tasarımında dikkat edilmesi gereken noktalar;

• Montaj kolaylığı ve görünürlük için komponent yerleştirme aşamasında tüm bileşenlerin aynı yönde yerleştirilmesine dikkat edilmelidir.
• Tüm yüzey montajlı elemanların kartın aynı yüzeyine yerleştirilmesi uygulama açısından önemlidir.
• Devre kartı küçük boyutlu bileşenlerden büyük boyutlu bileşenlere doğru soldan sağa veya sağdan sola şeklinde yerleştirilmelidir.
• Elemanların birleşimi için kullanılacak olan yolların kalınlıklarının doğru belirlenip çizimlerin buna göre yapılması gerekmektedir. (Düşük akım (0.3 A <) ve Analog-Dijital sinyaller için 0.010 inc tercih edilebilir.)
• Devrenin aşırı ısınmasını engellemek ve doğru çalışmasını sağlamak için yol hesaplayıcı kullanılabilir. Programlar bize kullanılması gereken yol kalınlığını gösterecektir. Tasarım Aracı
• Isınma problemleri devreler için büyük sorun teşkil etmektedir. İlk adımda hangi elemanın kartta en fazla ısıyı yayacağı belirlenmelidir. Bunun için datasheet üzerindeki Thermal Resistance derecelendirmelerine bakılmalıdır.
• Sistem soğuması için soğutucu ve soğutma fanları eklenebilir ancak ekleme yapılması için sistemde gerekli yerleşim uygulaması yapılmalıdır.
• Kritik durum bileşenleri (entegreler, işlemciler…) yüksek sıcaklıkların olduğu bölgeden uzak tutulmalıdır.
• Çok miktarda ısı üreten eleman varsa bunlar devre kartı üstünde aynı alana koyulmamalıdır. Bu elemanların yerleşiminde yolları olabildiğince kısa tutacak şekilde dengeli ve ayrı bir yerleşim uygulanmalıdır.
• Pin bağlantılarında termal ve mekanik stresi azalmak için termal rölyef ile tasarım yapılmalıdır
• Via ve Via pedi oranının belirlenmesi gerekir. Genellikle 1.8:1 oranı kullanılır.
• Via pedlerinin seçimi uygulanacak lehimleme yöntemine göre seçilir.
• Elektrik ve güç soketleri mümkün olduğunca devre kartının çevresine yerleştirilmelidir.
• Önemli sinyal hatları vialardan geçirilmemelidir.
• Güç hattı ve toprak hattı mümkün olduğunca radyal olmalıdır.
• Üreticinin sınırları öğrenilmeli minimum ve maksimum verileri hakkında bilgi alınmalıdır.
• Label kullanımı üretim aşamasında olduğu gibi tasarım aşamasında da önemlidir. Yapılan tasarımda gruplandırma yapılırken isim verme işlemi büyük önem taşır.
• PCB üzerine model-revizyon numarası yazmanız ilerleyen geliştirme aşamalarında size yardımcı olacaktır.
• Ana yolları uçtan uca hatlar şeklinde çizmeye özen gösterin. Elemandan elemana yapılacak olan çizimler çizimi zorlaştırır ve kullanım alanını kısıtlar.
• Güç topraklamasını ayrı tuttuğunuzdan emin olmanız gerekir. Hatları bağlamanız gerekiyorsa besleme yolunun en sonuna doğru bağlanmalıdır.
• Çok katlı devreler için toprak katmanını orta kata yerleştirirseniz güç hattı interferansını azaltmak için ve sinyalleri korumak için küçük bir empedans yolu geçirdiğinizden emin olmalısınız.
• Büyük bir toprak yerleştirilmesi durumunda kartın alt ve üst yüzeyindeki kapasitif etkiyi azaltmak için analog toprağın sadece analog hatlardan geçmesini sağlayın.
• Devre kartı üzerinde güç ve toprak olmayan büyük boşluklar bırakmamak gerekir. Bu boşluklar devrenin lehimleme sırasında ve ısıtma işlemlerinde kasılmasına ve gerilmesine neden olur.
• Yüksek frekanslı devrelerde T şeklinde yol çıkartmak sinyal gürültüsüne neden olur.
• Yüksek frekanslı yolların üzerinden geçtiği toprak ve güç yüzeyleri kesintiye uğratılmamalıdır. Empedans sorunları ortaya çıkabilir.
• Yüksek frekanslı yollar  mümkün olduğunca kısa tutulmalıdır.
• Yüksek frekanslı yollarda chamfer eklemek 90 derecelik açıları engeller.