trao đổi một số vấn đề về thiết kế mạch in

[hoaibk54]

Tiêu chuẩn để thiết kế mạch in PCB.

Một mạch in tốt được thiết kế như thế nào ?
- Về mạch nguồn , các phần tử công suất.
- Về mạch tín hiệu, các phần tử logic, chip vi khiển...
- Các luật đi dây.
- Trình tự thiết kế,các cách sắp xếp các linh kiện để chống nhiễu ...
- Cách tiết kiệm không gian sao cho mạch in nhỏ nhất có thể ...

Các bác làm mạch in có kinh nghiệm vào chỉ bảo giúp em cái.Làm cái mạch in mà chạy dây loằng ngoằng quá , xấu kinh lên được.
Nhá!

[phamthaihoa]

Đây là kinh nghiệm của tui khi thiết kế mạch, có thể đúng, có thể sai, mong anh em góp ý:
- Thứ nhất, khi thiết kế mạch in bạn nên gom ra thành từng nhóm, nhóm Analog và nhóm Digital. Vì sao vậy ? Bọn Digital cứ 0 - 5V là nó chạy, còn bọn Analog thì chưa chắc.
- Nguồn cung cấp, từng nhóm nên có đường dây nối ra nguồn riêng, không nên mắc nguồn chung với nhau. Vì nếu bạn lấy nguồn cho analog từ nhóm digital thì khi bạn đóng cắt một chân VĐK nó tụt từ 5V-0V gây ra biến đổi lớn, ảnh hưởng đến bọn tụ và cuộn dây, nếu bọn tụ, cuộn dây nó phóng thì lại gây nhiễu cho bọn số.
- Các đường mạch càng ngắn càng gần thì càng tốt, nên bạn cứ để dây chạy lòng vòng trong mạch thì dễ gây ra nhiễu.
- Các thành phần giao tiếp nhau với tần số cao thì nên đặt gần nhau.
- Không nên thiết kế các linh kiện quá gần nhau, khi bạn hàn mạch trông rất xấu.
- Phủ đất dạng lưới thì có lẽ tốt hơn.
- Các dây nguồn thì nên để nét to, dây bus thì nhỏ cũng được.

Các kinh nghiệm làm mạch thì còn nhiều, mong anh em góp ý.

[yesme@]

Nếu có thời gian thì các bạn nên đọc cuốn "Công nghệ lắp ráp các linh kiện điện tử" - Sách dịch, Nhà Xuất bản ĐHQG Hà Nội.
Còn nếu chưa có thời gian thì những gì sau đây cũng có thể giúp bạn tránh những điều đáng tiếc xảy ra trong quá trình thiết kế bản mạch in (PCB).

- Nên sử dụng thành thạo một công cụ và tự xây dựng cho mình một quy trình thiết để chuẩn và đơn giản. Ví dụ trong Protel/EDA : thiết kế mạch nguyên lý theo đúng các quy tắc đánh số linh kiện, kết nối, ... + xây dựng các đế (footprint) cho các linh kiện. Sau đó có thể tự động/bán tự động đổ ra bản mạch in.

- Khi sắp xếp linh kiện nên chú ý đến các vấn đề: nhiễu, nguồn nuôi, mật độ đi dây, môđun hóa, khả năng test lỗi (nếu có),.... Ví dụ:
+) Khối nguồn nên tách riêng ra một góc để tránh nhiễu và các rủi như ngắn mạch với khối tín hiệu,...
+) Khối analog và digital cũng nên tách ra để tránh hiện tượng sụt điện áp nguồn như bạn phamthaihoa nói. Ngoài ra cũng chú ý rằng tần số clock hay sự thay đổi mức tín hiệu '0' và '1' cũng gây nhiễu cho khối analog. Đặc biệt là những khối tiền khuếch đại / khối tín hiệu đo lường.

- Chú ý đến tải của các đường dây. Đặc biệt chú ý đến mạch nguồn (cả VCC và GND).

- Độ dài của dân dẫn có thể gây nên hiện tượng trễ và nhiễu.

- Hiện tượng crosstalk (nhiễu xuyên đường). Cái này thường gặp ở các ứng dụng có tần số cao và những dây dẫn song song với nhau. Để tránh crosstalk chúng ta có thể chạy thêm một dây GND song song.

- Bố trí linh kiện:
+) Theo hàng dọc và ngang: vừa đẹp lại vừa dễ đi dây.
+) Các linh kiện có mật độ dây kết nối với nhau nhiều hơn thì nên bố trí gần nhau.
+) Hàn linh kiện nên chú ý đến chiều. Thường từ trái qua phải, trên xuống dưới và cần phải thống nhất để khi đọc các giá trị của linh kiện dễ dàng hơn.
+) Mật độ linh kiện vừa phải: ngoài việc dễ hàn nó còn giúp ích cho bạn kiểm tra mạch. Cần chú ý các điểm test.

- Phủ đất (GND) cho bản mạch giúp chống nhiễu tốt hơn + bản mạch chắc chắn hơn. Tuy nhiên, phủ đất không nên dính liền với pad (điểm hàn) vì rằng nếu phủ đất dính điểm hàn thì khi hàn bị tản nhiệt = khó hàn.

- Tại mỗi chân nguồn của vi mạch số nên gắn thêm một tụ 0,1µF (C104) để lọc nhiễu nguồn nuôi.

- Các điểm rẽ nhánh của mạch in không nên để hình thành các góc nhọn. Nên chọn chức năng rounded.

- ...

[PPIICC]

Tui xin góp ý thêm:

-Nếu dùng ổn áp kiểu 78xx, thì ngay sát đầu ra và đầu vào phải cho ngay 2 con 104 vào. Tiếp theo là tụ hóa.

-Ngay sát mạch cầu nắn, thì cho ngay 1 tu hóa thật sát chân diôt.

-Khoảng 10cm, nên cho 1 cặp 104 và 1 tụ hóa.

-Nên cấp nguồn cho các mạch khuếch đại tín hiệu theo kiểu R-tụ hóa, tùy theo công suất tiêu thụ mà chọn R và C phù hợp. Thông thường nên cho 1 điện trở từ nguồn hệ thống khoảng 100 Omh+1 tụ 100uF(songsong với nó 1 con 104) rồi cấp nguồn cho bộ kđ.

-Khoảng 70 % lỗi là do nguồn kém ổn định, sốc nguồn, cháy nguồn... bởi vậy trước khi design ko nên khinh suất.

-Nên chú ý mạch dòng lớn, một đoạn mạch in, ban có thể mất vài phân trăm điện áp tụt trên đoạn mạch in đó. Đường nguồn và GND nên làm to hơn hẳn đường tín hiệu.

-Mạch nên coi 1 điểm GND chung, sau đó từ đó nối đi các GND analog và GND digital.

-Mạch thư nghiệm nên có những điểm test, để kẻo chọc đồng hồ, dây đo osilo.... lỡ may chập cháy đen...

-Khi đã hoa mắt chóng mặt vì nó, thì nên về ăn cơm, tăm rửa ..ngày mai làm tiếp... chứ đừng quá cố kẻo lại luẩn quẩn...tẩu hỏa nhập ma

[PPIICC]

-Hạn chế đi dây xuyên qua chân linh kiện, vì mạch in của ta là made in M2/Quán Thánh....

-Nên ưu tiên đường mạch in cho "BottomLayer", sau khi vẽ xong, thì rà soát, nếu di dây 1 mặt được là tốt nhất. Tốn chục cái giăm là chơi 1 mặt ngay, vì:
+Rẻ hơn nhiều lần.
+Đặt ở đâu cung được
+Nhanh hơn.
+Kiểm soát dễ hơn.
+Thứ nữa là tôi bị quá nhiều phen: mạ lỗ nhưng ko thông mạch, hoạc 1 thời gian dùng thì mạ lỗ đông biến mất, chỉ còn lại ko khí
+Nên design để các Via ko chui vào gầm linh kiện. Kẻo hối ko kịp.
+Những mạch nhiều linh kiện, nên vẽ mạch 1 cách chuyên nghiệp, có schematic, có update PCB... đàng hoàng, để người khác còn kế thừa, để mình test lỗi dễ dàng hơn ...

[voanhkiem]

Thiết kế mạch in thế nào là tốt.

Tôi thì thường vẽ mạch in bằng Orcad và sử dụng công nghệ ủi. Tôi thấy mạch in cứ để cho vào máy sau đó nếu mạch đơn giản thì minh vẻ còn phức tạp thì nhờ máy vẽ trước coi cái hướng rồi chỉnh sửa.Tiết kiệm thời gia và công sức. Không cần tính toán chi nhiều.

[qtiem]

Một số người thiết kế mạch chuyên nghiệp thì cho rằng không nên sử dụng chức năng Autorout trong các phần mềm thiết kế mạch. Còn bạn nghĩ sao ? tui thì vẫn đồng ý nhất với ý kiến của voanhkiem, tức là cho máy chạy trước sau đó chỉnh sửa lại.

[hoaibk54]

Tôi thường cho chạy autorout hai mặt.Sau đó chỉnh sửa lại bằng tay và cố gắng đổi mặt Top layer thành Bottom layer.Nói chung là ổn.Nếu mạch không quá phức tạp thì vẫn chạy được một mặt.

[wonbinbk]

Theo tôi thấy nên tự đi dây bằng tay.
Lí do: - mạch của mình do mình thiết kế, chỗ nào cần dây to, chỗ nào không mình sẽ biết. Hơn nữa nhiều khi ngồi ngó orCAD chạy dây tức muốn điên."CPU" của mình đã điên mà CPU máy tính còn nóng hơn.
- những jumper (mà thực chất là dây chạy ở mặt bên kia) ta có thể cho nó đi như thế nào cũng ok, muốn góc nào có góc đó. Và nhất là dây nối ngắn sẽ đẹp hơn, bền hơn. Dây nối không nên để "lộ" nhiều, vẽ tay có thể dấu jumper dưới bụng linh kiện. Tóm lại vẽ tay sẽ linh hoạt hơn.
Tôi đã tự đi dây khá nhiều mạch của mình. Cho đến giờ, sau khi sắp xếp xong linh kiện, chỉnh tất cả padstack,... tôi đều tự đi dây.
- Có thể sẽ có bạn cảm thấy tự đi dây khá khó khăn. Đúng là vậy nhưng chính cái mạch in đẹp, hoàn chỉnh, hợp ý bạn sẽ là phần thưởng xứng đáng cho khó khăn đó. Hơn nữa, lâu lâu vẽ mạch một lần cho nó "bớt căng thẳng" đầu óc, hì hì.

[hitkhoi]

Những vấn đề tại sao chưa thấy phổ biến mạch in nhiều lớp

Tại HN mạch học của sinh viên hay những ứng dụng cơ bản, tất cả mọi người đều làm mạch in một lớp...còn mạch in hai lớp thì tôi chưa biết ở đâu làm...có lẽ vì nó không phù hợp về nhiều mặt : kinh tế, công nghệ...
Vậy có ai biết những vấn đề liên quan mà mọi người ít dùng mach nhiều lớp chỉ cho tui với nhé.
Tui mới đọc được phần giới thiệu qua về PLC...và có suy nghĩ thế này: làm máy khoan tự động sử dụng các modul xuất nhập của PLC, để điều khiển...về lỗ khoan có thể dùng Visualbasic để nhập vào các điểm để thay đổi vị trí lỗ khoan, và kích cỡ board mạch in...về gắn kết các lớp đồng của một lỗ thì phun thiếc vào đó (đầu phun thiếc được thiết kế cơ khí phù hợp)...khi đó các lỗ khoan của các lớp sẽ chồng khí lên nhau, và gắn kết với nhau...Còn mạch in nhiều lớp có thể làm nhiều board mỏng vừa đủ , và dùng một loại keo hoặc hợp chất , hoặc một cach ép nhiệt, ép cơ khí gì đó (qua nghiên cứu lựa chọn) để hợp lại thành một board nhiều lớp.
Đó là suy nghĩ của tôi...tôi biết là bọn nước ngoài nó có nhiều công nghệ đỉnh cao , làm nhiều sản phẩm hàng loạt chất lượng cao giá lại rẻ...
Nhưng tui cũng biết sinh viên VIET NAM mình ngày càng thực tế hơn...và tui cũng là sinh viên...tui chưa biết nhiều nhưng chả ngại gì hết.
Và tôi cũng biết một điều mọi sự phải từ từ ...
Xin mọi người góp ý...kể cả chế diễu ...hihi
Xin phép bạn PHAMTHAIHOA

[nguyendinhvan]

Đúng là có nhiều cái hay đấy ! Nhưng một máy khoan CNC gốc xuất xứ của China giá rẻ bèo cũng chỉ có mỗi 2500$ ?????
Để gia công các board với giá 5>10 ngàn đồng /Dm2 thì không biết đến khi máy mòn hết sắt thép đã hoàn vốn chưa
Còn mạch nhiều lớp thì nó sẽ đi kèm với các LK cao cấp khác . Mà để lắp được các LK đó thì lại phải mua một con robot chứ không hàn bằng tay được . Giá của con robot đó chắc không rẻ hơn cái máy khoan
Mà để thiết kế được các mạch điện cao cấp đó thì lại thiếu đội ngũ kỹ thuật cao cấp ..... để thiết kế ra mạch điện cho nó ......
Các hãng sản xuất lớn họ có hàng trăm kỹ sư điện tử mọi lĩnh vực làm việc hàng năm trời mới ra được một mẫu sản phẩm mới chứ không phải ông chủ tịch tập đoàn điện tử sáng tác ra cái điện thoại Nokia hay siemen có 4 lớp mạch in được . Thậm chí những người tham gia thiết kế ra sản phẩm đó cũng chỉ được biết phần công việc của mình làm để giữ bí mật công nghệ

Nói chung là cần phải có sự đồng bộ về tất cả mọi mặt

còn nếu tự mình muốn thiết kế một bảng mạch có 4 lớp thì chỉ để tham khảo thôi . Vì không thực tế .
Loại mạch in 2 lớp ở hà nội đã có nhiều cơ sở làm khá tốt rồi

[nguyendinhvan]

Thiết kế mạch in . Một công việc đau đầu

Trong kỹ thuật điện tử thì không biết xếp công việc thiết kế mạch in vào loại gì . Có lẽ đó là tổng hợp đỉnh điểm của kỹ thuật điện tử mất
Người thiết kế mạch in cần có sự hiểu biết tinh tường về nguyên lý mạch điện của mình đang vẽ . Đường nào cần rộng , đường nào cần hẹp , hướng đi của mạch ra sao , kích thước chân cắm của các linh kiện được sử dụng
Thứ hai người thiết kế mạch in lại phải hiểu được các chuẩn cơ khí cơ bản . Bạn không thể chọn một lỗ vít là 2.54mm được . Bạn cũng phải hiểu rằng , các LK có kích thước tính bằng inch . Còn người thợ cơ khí nhận gia công bộ vỏ máy cho bạn lại dùng thước đo mét . Nếu không có sự tính toán hợp lý thì sau khi hoàn chỉnh board mạch , bạn sẽ không lắp vào cái vỏ máy của bạn được
Việc tính toán cho các đường mạch trên một mặt phẳng cũng là một việc đau đầu . Các điểm vắt chéo luôn là một thách thức lớn . Bạn không thể thiết kế các LK dùng để vắt chéo mạch quá nhiều . Vì như vậy sẽ mất nhiều công khi lắp ráp .
Từng thứ ấy vẫn chưa đủ . mạch điện của bạn mới chỉ đúng thôi . Khách hàng khi mở nắp máy ra họ cần phải nhìn thấy một sự hợp lý của ruột máy . Thế là người thiết kế mạch in , ngoài việc lắp đúng còn phải tính toán , sắp xếp linh kiện sao cho cân đối bảng mạch . Việc này xem ra cũng phải có đôi chút kiến thức về Mỹ thuật công nghiệp nữa .

[queduong]

-- Chưa bàn về mĩ thuật công nghiệp , gọi là để chạy được ( một ngày thông thường em vẽ cũng được 30dm2 dầy đặc linh kiện, theo kinh nghiệm của em , nếu vẽ auto có thể nhanh hơn nhưng nhiều khi nó auto cũng không đúng theo ý , tốt nhất nên đặt cụ thể từng loại net sau đó chạy thủ công nhanh gấp vạn.

[thongmaster]

Tốt nhất là đi dây bằng tay. Chẳng cái gì thay thế được con người cả.hihihi

[queduong]

Kết luận : Thiết kế mạch in thế nào là tốt ???
=== là mạch thiết kế xong sẽ chạy được , bền , bắt mắt hay không chỉ là các kit mạch " trần như nhộng " còn cho vào hộp rồi đỡ khắt khe hơn.