Giới hạn Thiết kế PCB Vượt Qua Biên Giới: Mở Rộng Quá Lề Clearance

Bạn đã bao giờ đứng, cả hai chân trên mép vực chưa? Không, tôi không nói về một sườn dốc không quá dốc sẽ làm bạn bị thương nhẹ nếu té, tôi đang nói về kiểu vực 90 độ, cao 2,000 feet như bạn thấy trong hình ảnh của National Geographic. Chắc chắn là một trải nghiệm đáng sợ, không kể bạn có bao nhiêu kinh nghiệm đứng trên vực.

Những suy nghĩ chạy qua đầu bạn không ngừng và cực kỳ nguyên thủy. Liệu chân tôi có trượt nếu tôi đứng quá gần không? Còn cơn gió mà tôi cảm nhận phía sau lưng thì sao? Không hẳn là sở thích của tôi, nhưng đôi khi bạn chỉ đơn giản là muốn nhìn qua mép vực.

Tương tự, bạn có thể thấy mình (hoặc các linh kiện của mình) đứng trên mép (khoảng cách) của PCB của mình với rất ít không gian dư. Đôi khi, các linh kiện của bạn phải chịu đựng trải nghiệm đáng sợ của việc đứng trên mép vực cao 2,000 foot (ok, có lẽ nó gần hơn là một inch hoặc vậy) chỉ để phải hoạt động ở hiệu suất cao nhất cho phần còn lại của cuộc đời nó. Ôi, cuộc sống thật sao!

Dù là do thiếu không gian trên bảng mạch, một lượng lớn linh kiện cần được chứa đựng, hay đơn giản là do hạn chế của vỏ bảng mạch xung quanh, đôi khi bạn sẽ cần phải mở rộng các linh kiện ra ngoài giới hạn khoảng cách an toàn và vào vùng nguy hiểm. Vậy những yếu tố nào cần được xem xét khi mở rộng ra ngoài những ranh giới này? Dưới đây là một số hướng dẫn sẽ đảm bảo rằng các linh kiện của bạn không bị rơi ra ngoài một cách bất ngờ.

Trong Mọi Giới Hạn Thiết Kế PCB, Giữ Kết Nối Đồng Dồi Dào

Một quy tắc chung cho việc đặt linh kiện ở bất kỳ vị trí nào trên bảng mạch là trước tiên phải đảm bảo rằng có đủ đồng để tạo ra một kết nối điện-cơ vững chắc. Mặc dù một số điều có thể thay đổi khi bạn vượt qua giới hạn khoảng cách cạnh, quy tắc cho đồng không khác biệt.

Giống như bất kỳ ai đứng trên mép vực cần đảm bảo chân mình vững chắc trên mặt đất, bạn cũng cần phải chăm sóc linh kiện của mình một cách tương tự. Bảo vệ bản thân và thiết kế của bạn khỏi bị đổ bằng cách thực hiện các biện pháp phòng ngừa thêm để đảm bảo các kết nối đồng vật lý sẽ vững chắc xuyên suốt.

Sử Dụng Vượt Qua Ý Định: Thiết Kế Ngoài Lề

Tất nhiên, khi bạn thiết kế PCB của mình, bạn sẽ mong đợi nó được sử dụng theo một cách nào đó, và khi bất kỳ sản phẩm nào đang được sử dụng, bạn không bao giờ có thể loại trừ sự sáng tạo của người tiêu dùng trong việc tìm ra những cách mới để sử dụng thiết kế của bạn. Nói cách khác, khi sản phẩm của bạn được người dùng mục tiêu mở ra, họ có thể sử dụng nó cho những mục đích mà bạn chưa bao giờ nghĩ tới, nhưng người dùng vẫn sẽ mong đợi sản phẩm của bạn đáp ứng được tiêu chuẩn của họ.

Bằng cách nhìn vào không gian xung quanh các thành phần có thể gây nguy hiểm, bạn có thể chủ động ngăn chặn hư hại ngay cả từ những việc sử dụng sản phẩm không mong muốn. Đặc biệt nếu các thành phần của bạn đang tiến gần đến bờ vực, bạn sẽ cần phải xem xét cả những trường hợp sử dụng ngoài lề của thiết kế của mình. Có trường hợp nào, nếu được xử lý mạnh bạo, sẽ bị uốn cong và gãy không? Còn việc bị ảnh hưởng bởi hư hại của vỏ máy thì sao?

Chỉ cần thông minh về việc sử dụng sản phẩm dự định (và không dự định) và cách các thành phần của bạn có thể bị ảnh hưởng sẽ trả lời nhiều câu hỏi về khu vực mờ/khoảng cách lề sẽ xuất hiện.

Hạn chế trong Sản xuất và Cách Ngăn Chặn Chúng

Nếu tôi có một đồng nickel mỗi lần tôi khuyên mọi người cần xem xét giới hạn của nhà sản xuất trước khi đóng băng thiết kế, có lẽ tôi có thể xây một cầu thang xuống từ bất kỳ vách đá nào mà tôi đang đối mặt. Trong phần mềm thiết kế PCB, bạn có thể thiết kế bất cứ thứ gì mà trí óc bạn có thể tưởng tượng; tuy nhiên, chuyển đổi nó thành thế giới thực (sản xuất nó) lại là một thách thức hoàn toàn khác.

Di chuyển các linh kiện lại gần nhau hơn hoặc gần hơn với khoảng cách rìa của thiết kế sẽ khiến cho việc sản xuất trở nên khó khăn hơn cho các đội ngũ sản xuất. Tùy thuộc vào khả năng của máy móc của nhà sản xuất, bạn có thể thấy mình bị mất phương hướng khi gửi ra các RFQ ban đầu của mình. Trước khi bạn biết điều đó, bạn phải quay trở lại bảng vẽ.

Một cách để đối phó với điều này là thực hiện một cuộc kiểm toán và đánh giá cơ sở sản xuất trước khi bạn cam kết với một nhà sản xuất cho thiết kế của mình. Bạn có thể kiểm tra khả năng của nhà sản xuất, và do đó đảm bảo rằng họ có khả năng bạn cần cho thiết kế của mình thành công. Liên hệ với một số lượng nhỏ nhà sản xuất sẽ cho bạn biết giới hạn tồn tại ở đâu khi bạn mở rộng quá giới hạn rìa.

Đừng Quá Lo Lắng Về Rìa

Vượt qua giới hạn cạnh không phải là khoa học tên lửa, thay vào đó, đó là một trò chơi mạo hiểm. Trò chơi được dịch thành, “Tôi có thể tiến gần đến mép cạnh đến mức nào trước khi rơi xuống?” Một lần nữa, không phải là câu hỏi mà tôi thích đặt ra khi nhìn xuống những vực thẳm hàng nghìn foot, nhưng đôi khi trong thiết kế PCB của chúng ta, chúng ta không có sự lựa chọn nào khác.

Giữ những điều cần xem xét nêu trên trong tâm trí sẽ mang lại lợi ích cho quy trình của bạn theo những cách nhỏ giúp thiết kế của bạn tiếp tục phát triển miễn là doanh số bán hàng vẫn tốt. Đối với phần mềm thiết kế PCB có thể làm cho những điều này trở nên dễ dàng thông qua việc tích hợp kiểm tra quy tắc trực quan, cũng như tạo ra các tệp xuất sản xuất hiệu quả, rõ ràng, hãy xem xét Altium Designer^®. Môi trường thiết kế thống nhất của nó cho phép bạn di chuyển từ sơ đồ đến bố trí đến xuất tất cả trên cùng một nền tảng.

Nếu bạn quan tâm đến việc xem Altium có thể làm gì cho bạn về việc giữ các linh kiện không rơi khỏi mép, hãy nói chuyện với một chuyên gia Altium ngày hôm nay.