Tasarım programlarındaki elektriksel kural denetimi (ERC) ve tasarım kuralı denetimi (DRC) önemli araçlardır; ama yalnızca kendilerine tanımlanan kuralları kontrol ederler. Yanlış seçilmiş bir parça, ters çizilmiş bir konnektör ya da yetersiz bir soğutma alanı bu denetimlerden sorunsuz geçebilir. Bu yüzden üretimden önce kartı bir kontrol listesiyle ve mümkünse tasarımı yapmamış ikinci bir gözle incelemek gerekir.
Aşağıda üretim öncesi incelemelerde en sık karşılaşılan 15 hatayı dört başlıkta topladık.
Şematikte
1. Eksik ya da Yanlış Çekme Dirençleri
I²C hatlarındaki çekme (pull-up) dirençleri, reset pini ve mikrodenetleyicinin açılış modunu belirleyen pinler (STM32'de BOOT0 gibi) en sık unutulan bağlantılardır. Tanımsız kalan bir pin, kartın bazen çalışıp bazen çalışmamasına yol açar.
2. Regülatör Hesap Hataları
Geri besleme bölücüsündeki yanlış bir direnç değeri çıkış gerilimini; yanlış bobin ya da çıkış kondansatörü seçimi ise regülatörün kararlılığını bozar. Değerler, üreticinin formülleri ve önerileriyle tek tek doğrulanmalıdır.
3. Isı Hesabının Yapılmaması
Doğrusal regülatörde giriş–çıkış farkı ile akımın çarpımı ısıya dönüşür. 24 V'tan 3,3 V'a 100 mA, yaklaşık 2 W demektir; küçük bir pakette bu ısıyı atmak mümkün değildir. Her güç elemanı için kayıp ve sıcaklık artışı hesaplanmalıdır.
4. Koruma Devrelerinin Eksik Olması
Ters bağlanan besleme, kablodan gelen ani gerilimler ve elektrostatik boşalma (ESD), sahadaki arızaların başlıca nedenleridir. Ters kutup koruması, TVS diyotlar ve sigorta ya da elektronik sigorta, sonradan eklenmesi zor olduğu için baştan düşünülmelidir.
5. Pin Atama Çakışmaları
Mikrodenetleyicide bir pinin birden fazla işlevi olabilir. Aynı pine hem bir UART hem bir zamanlayıcı kanalı atamak ya da kullanılmak istenen çevre biriminin seçilen pakette bulunmaması, ancak yazılım yazılırken fark edilir. Pin ataması, üreticinin yapılandırma aracıyla doğrulanmalıdır.
Ayak İzi ve Yerleşimde
6. Ayak İzinin Paketle Uyuşmaması
Aynı adı taşıyan paketlerin farklı varyantları olabilir: dar ve geniş SOIC, farklı ölçülerde QFN ya da pin sırası farklı SOT-23 sürümleri. Her ayak izi, satın alınacak parçanın veri sayfasındaki ölçülerle karşılaştırılmalıdır.
7. Pin 1 ve Kutup İşaretlerinin Eksik Olması
Diyot, LED, elektrolitik kondansatör ve entegrelerde yön işareti serigrafide açıkça görünmelidir. Bu işaretler hem dizgide hem de elle yapılan kontrollerde ters montajı önler.
8. Ters Çizilmiş Konnektörler
Konnektörlerin veri sayfalarında pin numaraları üstten ya da alttan görünüşe göre verilebilir. Karşılıklı bağlanan iki kartta ya da bir kabloda pin sırasının ayna görüntüsü olması, sık rastlanan ve pahalıya mal olan bir hatadır.
9. Dekuplaj Kondansatörlerinin Uzak Kalması
Pinlerden uzağa yerleştirilmiş ya da uzun yollarla bağlanmış dekuplaj kondansatörleri görevlerini yapamaz. Her kondansatör, beslediği pine en yakın konumda olmalıdır.
10. Mekanik Uyumun Kontrol Edilmemesi
Montaj delikleri, kutu içindeki yükseklik sınırları ve konnektörlerin kutudaki açıklıklarla hizası 3D modelle kontrol edilmelidir. Mekanik bir uyumsuzluk, elektriksel olarak kusursuz bir kartı kullanılamaz hâle getirir.
Üretilebilirlikte (DFM)
11. Üretim Kabiliyetinin Dışında Kalan Değerler
Çok ince yollar, çok dar aralıklar ya da çok küçük delikler her üreticide yapılamaz ya da ek maliyet getirir. Tasarım kuralları, kartın üretileceği yerin kabiliyetlerine göre ayarlanmalıdır.
12. Pedlerin Üzerine Taşan Serigrafi ve Okunmayan Yazılar
Pedlerin üzerine taşan serigrafi lehimlemeyi bozar; çok küçük yazılar ise basılamaz. Referanslar okunabilir boyutta ve pedlerden uzak olmalıdır.
13. Dizgi İçin Gerekenlerin Unutulması
Otomatik dizgi için referans işaretleri (fiducial), kart kenarına yeterli mesafe ve gerekiyorsa panel kenarları gerekir. Kenara çok yakın parçalar, panel ayırma sırasında zarar görebilir.
14. Test ve Programlama Erişiminin Olmaması
Programlama konnektörü (ör. SWD) ve önemli sinyallerde test noktaları yoksa, kart üretildikten sonra hata ayıklamak ve üretim testi yapmak çok zorlaşır.
Üretim Dosyalarında
15. Dosyalar Arasındaki Uyumsuzluklar
Malzeme listesindeki referansların PCB ile eşleşmemesi, takılmayacak parçaların işaretlenmemesi, dizgi dosyasındaki hatalı açılar ve farklı revizyonlara ait dosyaların karışması, doğru tasarlanmış bir kartı bile hatalı üretir. Hangi dosyaların gerektiğini PCB üretimi için gerekli dosyalar yazımızda anlattık.
İnceleme Nasıl Yapılmalı?
- İncelemeyi bir kontrol listesiyle ve sabit bir sırayla yapın: şematik, ayak izleri, yerleşim, üretilebilirlik, dosyalar.
- Her bulguyu kaydedin ve önem derecesi verin: üretimi durduran, düzeltilmesi gereken, iyileştirme önerisi.
- Düzeltmelerden sonra yalnızca değişen yerleri değil, onlardan etkilenebilecek bölümleri de yeniden kontrol edin.
- Mümkünse incelemeyi tasarımı yapmamış biri yapsın; tasarımcı kendi varsayımlarını görmekte zorlanır.
Sonuç
Üretim öncesi inceleme, bir prototip turunun maliyetinin küçük bir kısmına mal olur ve çoğu zaman o turu tamamen gereksiz kılar.
Tasarım incelemesi hizmetimizde şematik ve PCB dosyalarınızı üretime göndermeden önce inceliyor, bulguları önem sırasına göre raporluyoruz. Kartınızın sıfırdan tasarlanmasını isterseniz elektronik kart tasarımı sayfamıza göz atabilirsiniz.