Základní pravidla návrhu PCB
1. Pokud možno, vyvarujte se tenkých - vlásenkových spojů!
Spoje - stopa (track) pod 0,3 mm jsou v amatérských podmínkách už dost slabé a bývají s nimi občas problémy. Nejde jenom o jejich elektrickou vodivost - jejich odpor, ale i o mechanickou odolnost. Uvědomte si, že některá součástka se může měnit za jinou i několikrát ( hlavně pokud jde o vývoj zařízení ).Snadno se takovýto spoj i při opatrném postupu výměny součástky manipulací poškodí - odtrhne!
Čím silnější spoj použijeme, s větší šířkou stopy ( nebo chcete-li s větším průřezem mědi ) tím lepší. Tam kde je to možné ( kde nejste omezeni prostorem ) dělejte pokud možno spoje co nejsilnější !
( V neposlední řadě jde i o zbytečné vyčerpávání leptacího roztoku, kdy se většina mědi z desky odleptá ).
Také je veliký rozdíl, zdali spojem poteče proud 5A nebo jenom 10uA. To je nutné už při projekci plošného spoje vždycky zohlednit !
To samé platí i pro pady - letovací plošky a prokovy - vias. I ty by měly být vždycky také, v rámci možností co největší. Nejenom v amatérské praxi platí nepsané pravidlo, že průměr letovací plošky (pad), je dvojnásobkem otvoru (drill) v ní. Čili pokud bude vrták 1mm (díra/drill v plošce/padu) - letovací ploška (pad), by měla mít průměr 2 mm.
Také vrstvy mědi na deskách jsou různé. Výrobci tomu říkají plátování. Tyto tloušťky se pohybují v rozmezí zhruba od 18 um do 105 um, což je poměrně hodně veliký rozsah a ovlivňuje to ( minimálně časy ) odleptávání motivu plošného spoje,
vyčerpávání leptacího roztoku, pochopitelně mimo vodivosti stop. Proto pozor na tyto různé tloušťky mědi na cuprextitu - plátování.
Není cuprextit jako cuprextit!
Vrstva plátování 105 um se používá tam kde tečou veliké proudy - např. napájecí zdroje, koncové zesilovače, měniče napětí a jiná další výkonová zařízení.
2. Nevhodně navržený plošný spoj může být příčinou nefunkčnosti celého zapojení.
Vybavují se mi úsměvné chvíle, kdy učni mechatroniky měli v dílnách navrhnout plošný spoj pro běžný nf audiozesilovač s IO a ono jim to světe div se po osazení součástkami pískalo - kmitalo jako oscilátor, ačkoliv vše bylo absolutně správně zapojeno. Plošný spoj měli však navržený absolutně nevhodně z pohledu uzavírajících se uzlů průtoku proudů !
Vždycky je proto nutné si uvědomit, jak se budou na spoji uzavírat a tím pádem i vzájemně ovlivňovat proudové smyčky! Je to kritické skoro vždy, ale hlavně tehdá je - li na jednom pl. spoji nějakého zařízení s velkým dynamickým ( rychle se měnícím ), proudovým odběrem a zároveń se na něm pracuje i s jednotkami řádu milivoltů nebo dokonce mikrovoltů.V podstatě jde vždy o úbytky napětí na stopách plošného spoje.
( Souvisí s tím úzce i pojmy DIGITÁLNÍ, ANALOGOVÁ a SIGNÁLOVÁ zem ) .
Spousta IO má proto třebas speciálně vyvedené piny s analogovou zemí, digitální zemí a nebo dokonce těchto napájecích potenciálů je na nich ještě více! V těchto případech se musí zapojit na plošném spoji tam, kam náleží. Často potom bývá přímo v datasheetu součástky výrobcem IO doporučený motiv plošného spoje.
Platí však pravidlo, že velké dynamické proudy nesmí ovlivňovat ty malé proudy a musí být od sebe vždy důsledně odděleny - svedeny do jiných uzlů - bodů - míst na pl. spoji. To samé však ale platí i pro jakékoliv jiné elektrické zapojení, byť provedené běžnými drátovými vodiči! Vždy se prostě musí zohlednit, jak se budou uzavírat proudy tekoucí jednotlivými vodiči, (kudy a přez co půjdou), jaké bude jejich větvení a patřičně dimenzovat jejich průřez.
3. Navrhnout plošný spoj s ohledem na izolační vzdálenosti mezi spoji a velikosti elektrických potenciálů na spojích.
Jinými slovy, uvědomit si, jak velké napěťové potenciály na spojích budou a jim přizpůsobit i vzájemné izolační vzdálenosti mezi spoji, aby nehrozilo riziko přeskoku elektrických výbojů - nechtěná jiskřiště. Často se setkáte i s provedením pl. spoje, kdy je toto podpořeno ještě odfrézováním části desky pl. spoje. To se ale týká spojů kde se napěťové potenciály pohybují od 90V výše. Např pro bezpečné galvanické oddělení 230V AC norma určuje minimální vzdálenost na plošném spoji 7,5 mm. Přítomnost nepájivé masky ( izolační vrstva laku, většinou zelený lak na mědi plošného spoje ) tuto izolační schopnost ještě zvyšuje!
4. Umístění některých kritických obvodů, nebo součástek na desce plošného spoje.
Je potřeba si také dopředu uvědomit, které součástky mohou vyzařovat indukčně nebo kapacitně do okolí
a tak mohou ovlivńovat další obvody nebo součástky na desce a ty od sebe vzdálit na maximální únosnou mez.
Někdy prostě ale nic jiné nezbývá, než desku prostě přepracovat a silně vyzařující obvod na víc na desce odstínit plechem. Zpravidla poměděný železný plech, s dobrými ferromagnetickými vlastnostmi. (křemičitý transformátorový plech)
Výskyt vyšších frekvencí a výkonových součástí na desce, riziko vzájemného ovlivňování obvodů zvyšuje!