Ak si k výrobe dosky plošného spoja pre vaše zapojenie zvolíte čo najjednoduchší postup môže byť vo výsledku v prípade jednoduchých obvodov s nízkou spotrebou a nízkou frekvenciou výsledkom fungujúce zariadenie. Avšak... Aj jednoduché obvody potrebujú dobré dosky plošných spojov. Dobrá doska plošného spoja nielenže zabezpečuje spoľahlivé a zamýšľané fungovanie obvodu, ale aj obmedzuje problémy s EMC, poskytuje testovacie body pre montáž a opravu systému a ľahko sa montuje do konečnej aplikácie. Pretože to je to, čím doska plošných spojov v skutočnosti je, komponent v systéme, a ako taký musí byť rovnako dobrý ako akýkoľvek iný komponent použitý v tomto systéme. Návrh plošného spoja nie je určený na to, aby sa páčil jeho konštruktérovi; musí sa páčiť koncovému používateľovi, nech je ním ktokoľvek. V nasledujúcom texte sa používajú skratky a určitý žargón, ktorý je bežný v tejto oblasti.  Nižšie v ďalšej kapitole v tomto článku vo forme tabuľky preto nájdete malý slovník významov, aby ste lepšie porozumeli textu. Aj keď je tento článok pomerne dlhý a zdá sa byť obsiahly, tak verte, že zďaleka nie je úplný. Návrh dosiek plošných spojov je jednoducho príliš rozsiahla téma na to, aby sa dala komplexne spracovať iba v jednom článku.

Malý slovník dizajnu plošných spojov

Systémová integrácia

Prvý krok - ktorý väčšina ľudí vynecháva - zahŕňa štúdium toho, ako má byť doska integrovaná do cieľového systému. Aký tvar by mala mať doska? Kde by mali byť montážne otvory? Koľko by ich malo byť? Kde budú káble a vodiče smerujúce do a z dosky? Odkiaľ majú ísť a kam majú viesť? Existujú nejaké výškové obmedzenia? Možné problémy s teplom? Ako bude používateľ komunikovať s doskou? Budú tam káble, ktoré si budú vyžadovať interakciu s používateľom? Kde budú - v zadu alebo vpredu, prípadne na boku? Otočný enkóder alebo tlačidlá? Displej? LED diódy? Sú možné problémy s materiálom, z ktorého je kryt vyrobený? Oh áno - ďalšia myšlienka - a čo napájanie? Aj keď samotný systém pozostáva len z vášho zapojenia vloženého v akejsi skrinke, potom predtým, ako začnete navrhovať plošný spoj pre vaše zapojenie, vyberte vhodný kryt / skrinku a jej prispôsobte samotnú PCB, teda jej veľkosť a tvar. Pokiaľ nemáte vynikajúce znalosti práce s kovom, drevom alebo plastom alebo máte prístup k CNC a laserovému rezaciemu stroju / fréze, skúste obmedziť vašu mechanickú prácu na minimum.

Výroba dosiek

Ďalšia dôležitá otázka znie: ako sa doska vyrobí? Plánujete si ju vyleptať sami doma? Máte s tým praktické skúsenosti? Ak nie, možno sa budete chcieť vyhnúť obojstrannej doske a zostať len pri jednej vrstve. Obojstranné dosky si vyžadujú dokonalé zarovnanie vrchnej a spodnej vrstvy a prekovenie / metalizácia priechodiek môže byť veľmi náročná, najmä ak je ich veľa. Mnohí domáci výrobcovia gosiek dosahujú pri obojstranných doskách skvelé výsledky avšak je to väčšinou otázka zručnosti a skúseností. Možno sa budete chcieť držať ďalej od zemných a iných medených rovín, pretože nemáte spájkovaciu masku, aby ste sa vyhli spájkovacím mostíkom. Dodatočné hľadanie a odstraňovanie takmer neviditeľných skratov je tiež nepríjemná práca. Rovnako moožno zvážite použite širších stôp, aby ste zabránili ich rozožratiu leptacou kvapalinou. Aby ste sa vyhli medeným mostíkom, neumiestňujte stopy príliš blízko seba. Budete používať väčšie podložky, pretože nie ste takí dobrí vo vŕtaní (obrázok 2)? Rovnako máte možnosť využiť profesionálne služby výroby dosiek plošných spojov.

Gravírovacia fréza používana na výrobu PCB má pomerne veľmi dobré výsledky, avšak má určité šoecifické požiadavky na ktoré sa musíte pripraviť. Ale ak nie ste veľmi dobrý v leptaní dosiek plošných spojov, tak je CNC fréza dobrým riešením pre jednoduchšie dosky plošných spojov, nakoľko má vyššiu presnosť a výsledok je neporovnateľný s akoukoľvek ručnou výrobou. Pri tejto technike môže byť hustota stôp oveľa vyššia, ale ani tá nemusí byť v zložitejších zapojeniach dostatočná. Ak "ide" frézka (pozn. nástroj) počas frézovania príliš hlboko, stopy budú nestabilné, nakoľko je narušená nosná štruktúra sklenených vlakien a pri spájkovaní sa môžu poškodiť. Rovnako je takáto "prefrézovaná doska" náchylnejšia na zlomenie v mieste frézovania. Táto chyba sa prejavuje najmä na okraji dosky, ak sú na ňom umiestnené skrutkovacie svorkovnice.

Na druhej strane, ak frézovanie nie je dostatočne hlboké, môžu sa objaviť skratky. Ak doska nie je rovná, môžu sa vyskytnúť oba problémy súčasne. Ďalšia vec, ktorú treba mať na pamäti, je, že na rozdiel od leptania frézovanie ponecháva na doske prebytočnú meď v podobe rovín, nakoľko je zbytočné a aj časovo náročné ich odstraňovať. To pomerne dosť sťažuje spájkovanie (opäť žiadna spájkovacia maska), ale môže tiež vytvárať nebezpečné situácie pri obvodoch, ktoré sa pripájajú na vysoké napätie, ako je vedenie sieťového napätia, pretože tým pádom už nie sú dodržané bezpečné medzery medzi jednotlivými stopami. Problémy to môže spôsobiť aj v obvodoch s vysokoimpedančnými vstupmi. Prebytočnú meď je síce možné odfrézovať, ale výroba takejto dosky plošného spoja vám bude trvať oveľa dlhšie.

Dosku môžete frézovať s patričnou dávkou šikovnosti a trpezlivosti aj ručne pomocou nástroja podobného Dremelu za použitia vhodných frézok (pozn. nástroj), ako sú vrtáky s ukončením do guľôčky ktoré ste možno videli používať u svojho zubára. Rovnako ako on, tak aj vy potrebujete určitú prax a zručnosť, aby ste dosiahli bezbolestné výsledky. Potom je tu, samozrejme, profesionálna cesta. Na internete nájdete pomerne veľké množstvo spoločností, ktoré sa zapodievajú výrobou dosiek plošných spojov na profesionálnej úrovni. Ich ceny a dodacie podmienky sa veľmi líšia, preto je rozumné porovnať si niekoľko výrobcov. Celkové náklady na výrobu závisia najmä od povrchovej úpravy dosky, počtu vrstiev, triedy dosky a rýchlosti dodania. Tieto služby umožňujú pridávať dodatočné vzhľadové, materiálové, či paramerové možnosti, ale pripravte sa nakoľko viac "vychytávok" znamená vyššiu koncovú cenu. Niektoré služby ponúkajú cenu za dosku vrátane dopravy, iné si účtujú náklady na nastavenie a/alebo nástroje. Zvyčajne nie je dôvod snažiť sa o rozmerovo čo najmenšie plošné spoje. Výroba v takomto prípade síce môže byť lacnejšia, ale doska sa ťažšie osádza a je zložitejšia na integráciu, nehovoriac o jej prípadných opravách.

Pár slov o frézovaní: niekedy je potrebné frézovať iné ako kruhové frézy, aby sa zmestil nejaký komponent alebo aby sa umožnil prístup k niečomu. Bohužiaľ, frézovanie si vyžaduje ďalší nástroj, čo znamená, že zvyčajne sa zvyšujú celkové náklady na dosku. Niektorí výrobcovia si neúčtujú dodatočné náklady, ak je frézovací nástroj rovnaký ako ten, ktorý sa používa na vyrezanie obrysu dosky. Frézovanie tiež nemusí byť možné, respektíve nemusí byť detailne a presne, ako by ste chceli, preto sa pred frézovaním informujte u výrobcu, čo je možné a čo nie.

Obrázok 1. Vaša doska môže byť vyrobená v takejto továrni. Preto pre čo najväčšie šance na úspech ju navrhnite tak, aby sa spĺňala návrhové pravidlá, čo uľahčí jej výrobu a jej následnú funkcionalitu.

Obrázok 2. Doma leptaná doska plošných spojov s mnohými otvormi, ktoré je potrebné ešte vyvŕtať, a dosku narezať. Naozaj sa oplatí v takomto prípade vyrábať si dosku plošného spoja svojpomocne?

Umiestnenie komponentov

Komponenty by nemali byť umiestnené akokoľvek sa vám zachce, a to ani vtedy, keď vám vaše zapojenie tento virtuálny luxus umožňuje. Kvôli jednoduchosti inštalácie, kontrole a opravám by mali byť komponenty usporiadané v radoch a stĺpcoch. Aj keď sa to pri jednorazových výrobkoch zdá zbytočné, môžete si tým trochu uľahčiť život vy a aj ľudia, ktorí sa montážou a opravami dosiek živia. Z elektrických dôvodov by mali byť komponenty - vo všeobecnosti - umiestnené čo najbližšie k sebe. Samozrejme, je tu ešte mnoho ďalších kritérií, ktoré treba zohľadniť, ako sú spätné cesty prúdu, zabránenie presluchom a iným nežiaducim indukčným alebo kapacitným väzbám atď. Stručne povedané, umiestnenie komponentov  je dôležité starostlivo naplánovať, pretože napríklad taký výkonový audio zosilňovač jednoducho nemá rovnaké požiadavky ako vysoko presné meracie zariadenie. Ďalším faktorom je  technika spájkovania, ktorá bude použitá na montáž komponentov, pretože tá môže predstavovať ďalší súbor obmedzení. Samozrejme nezabúdajme aj na prostredie a umiestnenie komponentov.

Vlhkosť a/alebo prach môžu znečistiť dosku, čo si vyžaduje väčšie vzdialenosti okolo stôp a komponentov, aby sa zabránilo skratom a únikom. To všetko úzko súvisí so všetkými normami a štandardmi, ktoré by mala vaša doska spĺňať. Aj keď sa môže zdať, že pre väčšinu dosiek typu "urob si sám" je toto zbytočný problém, existujú však dobré dôvody, prečo tieto normy existujú, a ich používanie vás môže skutočne niečo naučiť.

Vo všeobecnosti platí, že THT komponenty  sa umiestňujú na hornú stranu, nazývanú aj strana komponentov. Naproti tomu a aj v súlade sa šetky SMT komponenty umiestújú na tú istú stranu, čo sa nazýva zmiešaná montáž. Pokiaľ vám môžem dať jedno doporučenie tak umiestňovaniu SMT komponentov na hornú a dolnú stranu súčastne sa radšej vyhnite, pretože to predražuje výrobu. Opäť platí, že aj keď to nemusí byť problém pri jednorazových výrobkoch či malých sériách, je dobrým zvykom snažiť sa vyhnúť SMD komponentom na oboch stranách, ak je to možné (obrázok 3). Dosky, na ktorých sú SMT komponenty, potrebujú aspoň tri referenčné body pre stroje na vyberanie a umiestňovanie. Veľké integrované obvody s mnohými jemne rozmiestnenými vývodmi si môžu vyžadovať aj orientačné body, aby sa zabezpečilo správne zarovnanie. Dosky pre domáce použitie sa samozrejme môžu zaobísť bez pomocných značiek, ale prečo si nezvyknúť robiť veci profesionálnym spôsobom? Nič to nestojí. Všetky polarizované komponenty, ako sú kondenzátory a diódy, orientujte rovnakým smerom (pokiaľ vám to nezakazuje integrita signálu alebo iné dobré dôvody). Je to veľká úspora času pri montáži dosky, následnej kontrole a prípadnom časovo náročnom hľadaní chýb. Polaritu vždy vyznačte na sieťotlači. Dávajte si pozor na zrkadlovú orientáciu..

Obrázok 3. Aby sa zabezpečilo správne oddelenie pre integrované obvody s mnohými vývodmi, môžu byť oddeľovacie kondenzátory umiestnené na druhej strane dosky. Všimnite si, ako sú označenia komponentov intuitívne umiestnené mimo husto obsadenej oblasti.

Pracujte v mriežke

Rád umiestňujem komponenty a robím počiatočné smerovanie na 50-mil mriežke. Keď sa veci príliš zahustia, prejdem na 25-mil mriežku. Keď je hustá doska takmer hotová, môžem prejsť na mriežku s veľkosťou 5 mil, aby som tam vtesnal posledné segmenty stopy. Niekedy môže byť potrebná mriežka s veľkosťou 1 milimeter, aby sa presne umiestnil prvok pri dodržaní pravidiel návrhu (DRC). Mils, alebo mm, nezáleží na tom, ktorú jednotku si vyberiete, pokiaľ sa jej budete striktne držať počas celej doby návrhu dosky.

Podložky

Vývody a svorky komponentov sú prispájkované na podložky na doske plošných spojov. Pri mnohých komponentoch poskytujú podložky nielen elektrické pripojenie, ale slúžia aj ako mechanické montážne body samotného komponentu. Preto je dôležité, aby bola podložka dostatočne veľká. Najmä vysoké alebo ťažké komponenty s malým počtom vývodov (napr. veľké kondenzátory) potrebujú veľké podložky, aby sa zabránilo ich náhodnému odtrhnutiu. Medená vrstva na doske plošného spoja je prilepená k doske a  pri jej zahriatí hrozí delaminácia. Preto dávajte pozor a zvážte nastevenie teploty spájkovacieho hrotu, poprípade použitie spájky s nižším bodom tavenia. Tak isto dávajte pozor na nastavenia v prípade spájkovania pomocou horúceho vzduchu a dodatočnom prekrytí miest, ktoré nie je potrebné spájkovať prekrytím vhodným ochranným materiálom.

SMD komponenty majú zvyčajne podlhovasté podložky. Aktuálne štandardne pouýívaná bezolovnatá spájka netečie tak dobre ako tradične používaná olovnatá spájka s pomerom zliatiny 60/40, čo je badateľné najmä v rohoch, preto sa začali používať podložky so zaoblenými rohmi. Podložky pre SMD komponenty musia byť dostatočne veľké, aby sa na ne zmestilo dostatočné množstvo spájkovacej pasty pre správne prispájkovanie vývodu komponentu. Informácie o veľkosti podložky, ktorý sa má použiť, nájdete vždy v technickom liste komponentu. Podložky pre THT komponenty môžu mať najrôznejšie tvary (obrázok 4). Štvorcové podložky sa často používajú na označenie pinu 1 komponentu, napríklad konektora. Obľúbené sú aj osemuholníkové podložky, ale najlepší tvar je okrúhly, pretože maximalizuje medenú plochu (čo je dobré pre mechanickú pevnosť a aj odvod tepla) a zároveň minimalizuje priestor potrebný na splnenie pravidiel pre voľný priestor.

Obrázok 4. Prehľad spájkovacích podložiek pre THT komponenty, ktoré sú dostupné v programe na návrh PCB Eagle.

Obrázok 5. Podložky v programe Eagle vytvorené pomocou skriptu teardrop (ULP).

Potom je tu aj faktor zvaný tepelné odľahčenie (obrázok 6). Keď sa musí vývod komponentu prispájkovať na veľmi hrubú stopu alebo medenú rovinu. Meď obklopujúca podložku môže absorbovať teplo pri spájkovaní, čo sťažuje samotné spájkovanie. Aby sa zabránilo úniku tepla, môžu byť podložky spojené tenkými stopami - takzvanými špicami alebo termokrúžkami, zvyčajne štyrmi - s okolitou meďou (tu sa objavuje vnútorný prstenec). Pri spájkovaní pretavovaním (t. j. v peci) je to menší problém, pretože celá doska sa zahreje na rovnakú teplotu. Preto zvyčajne nie je žiadny skutočný dôvod používať techniky tepelného odľahčovania na podložkách pre SMT komponenty, ktoré sa majú spájkovať v peci. Avšak k tombstoningu - čiastočnému alebo úplnému zdvihnutiu SMT komponentu počas pretavovania - môže dôjsť, ak je tepelná hmotnosť na oboch stranách malého dvojvývodového komponentu, ako je rezistor alebo kondenzátor, veľmi rozdielna. Tepelné odľahčenie môže tento problém elegantne obísť. Vias takmer nikdy nepotrebuje tepelné odľahčenie, pretože vo všeobecnosti nie je spájkované.

Obrázok 6. Tepelné odľahčenie zabraňuje prílišnému úniku tepla do okolitej medenej plochy počas spájkovania. Tu sa môže špecifikovať minimálny vnútorný prstenec IAR, aj keď je takmer rovnaký ako OAR. Červený krúžok predstavuje pokovenie otvoru.

Otvory

Podložky majú často diery - aj priechody majú diery. Montážne otvory môžu byť nepokovované; otvory v podložkách a priechodkách sú pokovované. Pre priechodky a podložky určíte priemer pokovovaných otvorov, ktorý špecifikujete v návrhu dosky a úlohou výrobcu DPS je zabezpečiť, aby hotový otvor zodpovedal tomuto priemeru. V prípade pokovovanej diery musí byť skutočný rozmer vrtáka väčší, ako je uvedené, pretože pokovovací materiál potrebuje určitý priestor. Vŕtanie má obmedzenú presnosť a otvor môže byť vyvŕtaný mimo stredu (obrázok 7). Preto, aby sa zabezpečilo, že po vyvŕtaní a vyleptaní dosky zostane okolo pokovovaného otvoru dostatok medi, mal by byť "vonkajší prstenec" OAR dostatočne široký. Existujú aj vnútorné prstence IAR. Podľa môjho slovníka "prstencovitý" znamená "v tvare prstenca", takže technicky povedané, prstencovité krúžky sú "krúžky prstencov. Častou chybou je zadanie nesprávnej veľkosti vrtáka pre vývod komponentu - buď príliš veľkého, alebo príliš malého. S priechodkami a spájkovaním vlnou súvisí aj jeden problém: ak je priechodka odmaskovaná, môže cez ňu tiecť spájka a môže tak potenciálne poškodiť komponent, ktorý je osadený nad ňou. Uzavretie spájkovacej masky priechodiek tomu zvyčajne zabráni.

Obrázok 7. Z dôvodu výrobných tolerancií môže byť otvor vyvŕtaný mimo stredu. Aby sa umožnilo dostatočné pokovovanie (červený krúžok), musí byť vyvŕtaný otvor väčší, ako je uvedené. Hotový otvor (s pokovovaním) bude mať priemer, ktorý ste zadali. Prstenec, ktorý zostane po vŕtaní, je prstenec AR. Minimálny prípustný vonkajší prstenec OAR, ktorý je tu zobrazený, je určený konštrukčnými pravidlami DR.

Automatické alebo manuálne trasovanie?

Výrobcovia CAD nástrojov a kopa vedcov strávili mnoho a mnoh hodín vývojom a zlepšovaním automatického trasovania, a napriek tomu som nikdy nebol spokojný ani s jednym výsledkom, pokiaľ som sa rozhodol použiť túto funkciu. Takisto som nikdy nestretol nikoho, kto by bol s výsledkou automatického trasovania spokojný. Jedným z dôvodov je pravdepodobne to, že som nikdy nemal prístup k tým najlepším dostupným nástrojom, ale tie, ktoré som vyskúšal nedokázali smerovať 100 % dosky k mojej spokojnosti a ak aj dosiahli 100 %, potom ma prinútili stráviť hodiny dodatočnými úpravami trasovania. Zo všetkých týchto dôvodov dávam prednosť ručnému trasovaniu. (Okrem toho považujem manuálne trasovanie za veľmi relaxačnú činnosť.) Automatickému trasovaniu sa často podarí natrasovať až 90 % dosky alebo lepšie, ale málokedy dosiahne 100 %, pokiaľ nie je obvod veľmi jednoduchý. Keď sa zasekne pred dosiahnutím 100 %, zvyčajne to znamená, že na dokončenie dosky už naozaj neexistuje žiadne riešenie. To neznamená, že dosku nemožno trasovať, znamená to len, že automatický trasovač zablokoval všetky možné riešenia. Aby ste sa z tohto začarovaného kruhu dostali, musíte toho vrátiť späť toľko, že by nakoniec bolo rýchlejšie, keby ste dosku od začiatku trasovali ručne. Ako určitý kompromis niektorí ľudia používajú autorouter, aby zistili, kde sa môžu objaviť problémy s trasovaním, potom presunú niektoré komponenty, aby snáď vyriešili tieto potenciálne úzke miesta, a nakoniec trasujú ručne. Iní používajú auto-router len na (triviálne) časti dosky a potom ich čistia.

Stopy a roviny

Stopy vytvárajte čo najkratšie; to ste samozrejme vedeli. Platí to najmä pre vysokofrekvenčné signály, ale krátke stopy sú prospešné aj pre nízkofrekvenčné a dokonca aj jednosmerné signály. Krátke stopy sú dobré nielen pre signály, ale šetria aj miesto na doske. Niektoré rýchle signály môžu vyžadovať stopy (alebo dvojicu stôp) s presnou dĺžkou (a impedanciou), čo nie je vždy najkratšie možné spojenie. Nepoužívajte najtenšie pero z vašich nástrojov na navrhovanie DPS. Tenké stopy môžu stáť viac a sú krehké. Najjemnejší detail na doske určuje výrobnú triedu dosky; čím je trieda vyššia, tým je doska drahšia. Vibrácie môžu spôsobiť mikrotrhliny v tenkých stopách, čo má za následok zlé alebo dokonca prerušené spoje. Ak sa doska musí spájkovať ručne alebo ak sa očakáva prepracovanie, tenké stopy sa môžu ľahko odlupovať pri príliš dlhom pôsobení tepla. Domáce leptanie zvyčajne nie je dobre kontrolované a tenké stopy sa môžu odleptať. Okrem toho tenká stopa nemusí byť schopná viesť prúd, ktorý ste pre ňu zamýšľali.

Šírku stopy preto vždy prispôsobte prúdu, ktorý má cez stopu tiecť, dodatočná šírka je potrebná na udržanie stopy v chlade. K dispozícii je mnoho online kalkulačiek, ktoré vám pomôžu určiť najlepšiu šírku stopy. Tenká stopa, ktorou preteká príliš veľký prúd, sa zahrieva a nakoniec sa môže roztaviť alebo prerušiť; práve teplo obmedzuje množstvo prúdu prechádzajúceho stopou. Pokrytie stôp hrubou vrstvou spájky zvýši maximálny prúd, ktorý môže stopa prenášať. Podobne pomáha aj vyplnenie priechodky spájkou alebo meďou. V tomto prípade bude užitočné zabezpečiť otvory v spájkovacej maske. Na zlepšenie vedenia prúdu sa často používajú viaceré priechodky "paralelne", pričom sa obmedzuje riziko otvorených obvodov v dôsledku prerušenej priechodky. Pri trasovaní je užitočné pomenovanie sietí, pretože vám pripomínajú signál, s ktorým pracujete. Potom rohy! Zaoblené stopy sú najlepšie, pretože na rozdiel od uhlových stôp majú konštantnú šírku. Zmeny šírky stopy spôsobujú impedančné nesúlady a odrazy, ale len pri veľmi vysokých frekvenciách, takže väčšina obvodov týmito problémami nie je ovplyvnená.

Pravé uhly sa vo všeobecnosti s doskami plošných spojov považujú za škaredé, ale keď sa pozorne pozriete na priechody na doske, nájdete ich veľa. Často stopa na jednej vrstve pokračuje v 90° uhle na inej vrstve, a aj keď nie, samotná priechodka vytvára dva 90° uhly. Trasy s 90° uhlami bývajú dlhšie ako tie, ktoré používajú 45° uhly. Ostré rohy môžu tiež spôsobiť problémy s delamináciou, kyselinové vrecká alebo na druhej strane leptanie. Niekedy nie je možné vyhnúť sa ostrým hranám a vo väčšine prípadov to nevadí. Osobne sa prikláňam k 45° uhlom, kedykoľvek môžem. Použitie napájacej roviny alebo medených rovín (obvyklé pre GND) môže ušetriť veľa práce a je dobré aj z EMC hľadiska. Pri použití viacerých napájacích rovín však buďte opatrní, najmä v blízkosti okrajov dosky a montážnych otvorov, kde môžu kovové predmety a upevňovacie skrutky vytvoriť neúmyselný skrat medzi rovinami. Po dokončení vždy vykonajte kontrolu elektrických pravidiel (ERC), aby ste sa uistili, že všetky skraty a otvorené obvody boli odstránené. Dajte si pozor na veľmi tenké, akoby náhodné spoje medzi segmentmi roviny, ktoré sa môžu odlepiť a prerušiť spojitosť roviny. Takéto roviny sú nevhodné na domáce leptanie.

Používanie návrhových pravidiel - DRC

Pomocou kontroly návrhových pravidiel (DRC) a kontroly elektrických pravidiel (ERC) sa uistite, že ich všetky prvky PCB rešpektujú. Dobré návrhoví pravidlá pomôžu zabrániť prekrývaniu stôp alebo ich priblíženiu k okraju dosky, pomôžu vám nájsť nepovolené veľkosti vrtákov a vôle a mnoho ďalšieho. Používajte ich! Tiež sa uistite, že keď si myslíte, že je doska hotová, všetky siete sú skutočne pripojené. Nenechávajte upozornenia a chyby, aj keď sú pre vás prijateľné, pretože osoba, ktorá zdedí návrh - alebo vy sami, keď sa naň o pol roka neskôr opäť pozriete - môže byť z nich zmätený. Ak musíte upozornenie akceptovať, zdokumentujte dôvod, prečo tomu tak je. Ak je to možné, zmeňte pravidlo návrhu, ktoré vám robí problémy, aby zmizlo zobrazovanie chyby, ale uistite sa, že nové pravidlo je prijateľné pre vašu aplikáciu, ako aj pre výrobcu dosky.

Označenie a potlač komponentov

Snažte sa zabezpečiť označenia pre všetky obrysy komponentov a uistite sa, že zostanú viditeľné aj po montáži komponentov. Označovače by sa mali orientovať rovnakým spôsobom ako komponenty - teda v riadkoch a stĺpcoch (pozri aj obrázok 3). Označte pin 1 na všetkých konektoroch, kontaktných lištách a všetkých ostatných komponentoch, kde pin 1 nie je ľahko identifikovateľný. Jasne označte aj polaritu všetkých polarizovaných komponentov, ako sú kondenzátory a diódy (obrázok 8).

Obrázok 8. Všimnite si, že táto doska neobsahuje žiadne označenia komponentov, iba jedno označenie pin 1, stopy so všetkými druhmi uhlov a slzovité priechody. Keď už viete, čo robíte, je bežnou praxou byť liberálni k správnym postupom.

Vyhnite sa potlači pod SMT komponentmi, najmä dvojvývodovými, pretože to spôsobuje, že ich usadenie nebude presné a môže dôjsť k vzniku tombstoningu. Zachovajte čitateľnosť textu a tam, kde je to užitočné, používajte štítky pre orientáciu, alebo tabuľky pre nastavenia. Všimnite si, že otvory v spájkovacej maske sú zvyčajne o niečo väčšie ako podložky a akákoľvek sieťotlač prechádzajúca cez tieto otvory je odrezaná, takže sa uistite, že text ich neprekrýva. Čitateľný text umiestnite na všetky vrstvy, aby ste zabránili náhodnému zrkadleniu vrstvy. Vrstvy označte alebo očíslujte, aby ste sa uistili, že budú naskladané v správnom poradí. Dajte doske jedinečný názov alebo číslo a nezabudnite označiť jej revíziu. Ak môže mať aj spodná strana dosky potlač, použite ju. DIY dosky vo všeobecnosti nemajú sieťotlač, ale to neznamená, že by ste mali zabudnúť na text a označenie polarity; môžete ich jednoducho napísať trvanlivou fixkou priamo aj na medené vrstvy. Takže tam, kde je to možné, umiestnite značky a text, pričom dávajte pozor na ich veľkosť, aby sa nestalo, že sa počas leptania stratia.

Testovanie

Áno, určite sa stane, že počas doby životnosti dosky plošného spoja ju bude potrebné testovať, poprípade opravovať. Preto nesmieme zabúdať zakonponovať do samotného návrhu dosky testovacie body. Zabezpečte aby tieto body boli vždy ľahko dostupné. Ak je to možné, zabezpečte, aby váš obvod vytváral užitočné testovacie signály. Vývody komponentov použité "núdzovo" ako testovacie body sú síce v niektorých prípadoch  fajn, ale nemali by sa používať ako testovacie body, pretože testovacia sonda zatlačená na vývod komponentu môže dočasne "opraviť" zle zaspájkovaný spoj a predstierať tak "dobré" spojenie, ktoré je však väčšinou zlé. Vias môžu byť užitočné na testovanie, ale to len vtedy, keď boli ponechané otvorené v spájkovacej maske.

Je to všetko?

Po prečítaní tohto dlhého článku si možno myslíte, že o navrhovaní plošných spojov viete veľa, ale v skutočnosti sme túto problematiku prebrali iba povrchne. Nehovorili sme, aby sme vymenovali aspoň niektoré, o cestách spätného prúdu, viacerých uzemňovacích rovinách, riadení tepla počas spájkovania a riadení tepla počas prevádzky, súlade s EMC, spracovaní vysokorýchlostných signálov, navrhovaní odtlačkov atď. Návrh plošných spojov je rozsiahla téma spájajúca chémiu, fyziku, elektroniku, mechaniku a automatizáciu. Je dosť prekvapujúce zistiť, že mnohé aspekty návrhu DPS neboli nikdy podrobne preskúmané a sú jednoducho založené na zdravom rozume a predpokladoch. Na internete a v našich článkoch na našich stránkach isto nájdete mnoho hodnotných informácií o podrobnostiach návrhu DPS, takže ak máte pochybnosti, opýtajte sa.