Introduktion

Evnen til at designe og fremstille printkort (PCB’er) er afgørende for elektronikbyggere, da den gør det muligt at skabe kompakte og pålidelige elektroniske enheder.

Hvis du har prøvet at bygge dit eget kredsløb uden hjælp fra et computerprogram, kender du frustrationen ved ikke rigtig at vide, hvorfor kredsløbet ikke virker som beregnet. Måske er der for meget støj i kredsløbet eller en løs forbindelse et sted. Hvem ved? Hvis du ikke er forsigtig, kan kredsløbet måske endda give dig et stød, når du ikke er opmærksom! Se bare på dette sørgelige kredsløb nedenfor.

Hvordan slipper vi så af med disse irriterende faktorer, når vi bygger kredsløb, og gør samtidig kredsløbet flot? Det gør vi ved at bruge et printkort! 

PCB-design 

Et PCB-layout (Printed Circuit Board) er layoutdesignet til et printkort, der forbinder elektroniske komponenter med hinanden.

Printkort består typisk af isolerende materiale, såsom glasfiber eller plast, med ledende kobberbaner ætset på overfladen. Kobberbanerne skaber elektriske forbindelser mellem komponenterne på kortet.

PCB-layoutet viser printkortets design visuelt, herunder placeringen af alle komponenter og kobberbanernes forløb. Når dit printkort er færdigt, kan du næsten forbinde kredsløbets komponenter på det ligesom med LEGO! (Nogle gange kan det dog kræve lidt boring). Se, hvor pænt og ordentligt et printkort kan være.

PCB-layout er en vigtig del af fremstillingen af printkort, da det fungerer som arbejdstegning til det fysiske kort. Når layoutet er færdigt, bruges det til at fremstille selve printkortet gennem en proces, der blandt andet omfatter bortætsning af overskydende kobber og boring af huller til komponentmontering.

Her går vi fra teorien, som omfatter beregninger og simuleringer af kredsløbet, til praksis. Vi kan have regnet alt korrekt, tegnet kredsløbet perfekt i vores simuleringsprogram og kontrolleret de rigtige spændinger og strømme, men det sikrer ikke, at kredsløbet fungerer perfekt, når vi samler det. 
Der er faktisk en hel del at tage hensyn til. Lad os gennemgå nogle af tingene. 

Komponentplacering
Komponenternes placering på printkortet bør overvejes nøje, så de er placeret korrekt og med passende afstand. Komponenter, der udvikler varme, såsom mikrocontrollere eller spændingsregulatorer, bør placeres, hvor der er god luftgennemstrømning, så de ikke overophedes.

Baneføring
Banernes forløb på printkortet bør udformes, så elektrisk støj og signalforstyrrelser minimeres. Banerne bør være så korte som muligt og undgå at krydse hinanden for at forhindre krydstale.

Forsynings- og stelplaner
Forsynings- og stelplaner bør indgå i PCB-designet for at sikre stabil strømforsyning og mindske støj. Forsyning og stel skal forblive separate elektriske net. Forbind hvert plan til tilsvarende kobber på samme net med passende viaer for at skabe en forbindelse med lav impedans; forbind aldrig forsyningsplanet direkte til stelplanet. Hvad var impedans nu? Se artiklen om analoge kredsløb for at finde ud af det!

Signalintegritet
PCB-designet bør tage hensyn til signalintegritet, så signalerne ikke forringes, når de passerer gennem kortet. Faktorer som baneimpedans, signalrefleksioner og terminering bør overvejes.

Printkortets lagopbygning 

Antallet af lag og deres placering i printkortets lagopbygning kan påvirke kortets ydeevne. Lagopbygningen bør udformes, så elektromagnetisk interferens (EMI) minimeres, og der er tilstrækkelig plads til baneføring og komponentplacering. Elektromag-hvad? Se artiklen om elektromagnetisme for at lære om elektromagnetisme!

Design til fremstilling 

PCB-designet bør optimeres til fremstilling med hensyn til printkortproducentens muligheder og begrænsninger. Det omfatter faktorer som kortstørrelse, mindste banebredde og afstand, borestørrelser og kobbertykkelser.