Conception électronique - Qu’est - ce que le PCB design?

Une carte de circuit imprimé fait référence à l'utilisation d'un logiciel d'automatisation de la conception électronique (EDA) pour concevoir une carte de circuit imprimé et concevoir la disposition et la connexion du circuit. La conception de PCB se réfère principalement à la conception de la mise en page, la mise en page des connexions externes doit être prise en compte. Les cartes de circuit sont une partie importante de l'électronique et peuvent connecter des composants électroniques et transmettre des signaux via des fils électriques.

Comment concevoir un PCB?

La conception nécessite différents réglages de points à différentes étapes, lors de la phase de mise en page, de grands points de grille peuvent être utilisés pour la mise en page de l'équipement; Pour les grands appareils tels que les IC et les connecteurs non positionnés, une précision de grille de 50 à 100 mils peut être choisie pour la disposition, tandis que pour les petits appareils passifs tels que les résistances, les condensateurs et les inductances, une précision de grille de 25 mils peut être utilisée pour la disposition. La précision des grands points de grille favorise l'alignement de l'appareil et l'esthétique de la disposition.

1. Règles de mise en page PCB

1) en général, tous les composants doivent être disposés du même côté de la carte. Ce n'est que lorsque les composants de la couche supérieure sont trop denses que certains dispositifs très restrictifs et à faible émission de chaleur, tels que les résistances à puce, les condensateurs à puce et les circuits intégrés à puce, peuvent être placés dans la couche inférieure.

2) sous réserve de la garantie des performances électriques, les composants doivent être placés sur une grille, disposés parallèlement ou verticalement les uns par rapport aux autres, de manière soignée et esthétique. En général, les composants ne permettent pas de chevauchement; La disposition des composants doit être compacte et les composants doivent être uniformément répartis et densément répartis dans toute la disposition.

3) l'espacement minimum entre les motifs de Plots adjacents des différents composants sur la carte doit être d'au moins 1 mm.

4) La distance du bord de la carte n'est généralement pas inférieure à 2 mm. La meilleure forme de la carte est rectangulaire avec un rapport d'aspect de 3: 2 ou 4: 3. Lorsque les dimensions de la carte sont supérieures à 200 mm × 150 mm, il faut tenir compte de la résistance mécanique que la carte peut supporter.

2. Conseils de mise en page PCB

Dans la disposition de la conception de PCB, il est nécessaire d'analyser les différentes unités de la carte et de concevoir la disposition en fonction de leur fonction. Les principes suivants doivent être respectés lors de l'agencement de tous les composants d'un circuit électrique:

1) Organiser l'emplacement de chaque unité de circuit fonctionnel selon le processus de circuit, de sorte que la disposition facilite la circulation du signal et maintient la direction du signal aussi cohérente que possible.

2) Disposition centrée sur les composants de base de chaque unité fonctionnelle. Les éléments doivent être disposés uniformément, globalement et de manière compacte sur le PCB, en réduisant et en raccourcissant autant que possible les conducteurs et les connexions entre chaque élément.

3) pour les circuits fonctionnant à haute fréquence, les paramètres de distribution entre les composants doivent être pris en compte. En général, les circuits doivent être disposés en parallèle avec les composants autant que possible, ce qui est non seulement esthétique, mais aussi facile à assembler et à souder, ce qui facilite la production en série.

3. Étapes de conception de PCB

Design de disposition

Dans les PCB, les éléments spéciaux se réfèrent aux éléments clés de la partie haute fréquence, aux éléments de base du circuit, aux éléments sensibles aux interférences, aux éléments haute tension, aux éléments à forte production de chaleur et à certains éléments hétérosexuels. L'emplacement de ces éléments spéciaux nécessite une analyse minutieuse et la disposition des bandes doit répondre aux exigences de la fonction du circuit et des besoins de production. Leur placement inapproprié peut entraîner des problèmes de compatibilité du circuit et des problèmes d'intégrité du signal, ce qui peut entraîner l'échec de la conception du PCB.

La première chose à considérer lors de la conception de la façon de placer des éléments spéciaux est la taille du PCB. La main rapide indique que lorsque la taille du PCB est trop grande, la ligne d'impression est longue, l'impédance augmente, la résistance au séchage diminue et le coût augmente également; Quand il est trop petit, la dissipation thermique est mauvaise et les lignes adjacentes sont sujettes aux perturbations. Après avoir dimensionné votre PCB, déterminez la position carrée de l'élément spécial. Enfin, tous les composants du circuit sont agencés en fonction des unités fonctionnelles.

L'emplacement des composants spéciaux doit généralement respecter les principes suivants lors de l'agencement:

1) minimiser les connexions entre les éléments haute fréquence, minimiser leurs paramètres de distribution et les interférences électromagnétiques entre eux. Les composants sensibles aux interférences ne doivent pas être trop proches et les entrées et les sorties doivent être aussi éloignées que possible.

2) Certains composants ou fils peuvent avoir une différence de potentiel élevée, leur distance doit être augmentée pour éviter les courts - circuits accidentels causés par la décharge. Les composants haute tension doivent être éloignés autant que possible.

3) les composants pesant plus de 15g peuvent être fixés avec un support, puis soudés. Ces éléments lourds et chauds ne doivent pas être placés sur la carte, mais sur la plaque de base du boîtier principal et les problèmes de dissipation de chaleur doivent être pris en compte. Les éléments sensibles à la chaleur doivent être éloignés des éléments chauffants.

4) pour la disposition des composants réglables tels que les potentiomètres, les bobines d'inductance réglables, les condensateurs variables, les micro - interrupteurs, etc., les exigences structurelles de la carte entière doivent être prises en compte. Si la structure le permet, certains interrupteurs couramment utilisés doivent être placés dans des endroits facilement accessibles à la main. La disposition des composants doit être équilibrée, la densité appropriée et ne doit pas être lourde.

Ordre de placement

1) Placez les composants qui correspondent étroitement à la structure, tels que les prises de courant, les voyants lumineux, les interrupteurs, les connecteurs, etc.

2) placez des composants spéciaux tels que des composants de grande taille, des composants lourds, des composants chauffants, des transformateurs, des circuits intégrés, etc.

3) Placez les petites pièces.

Vérification de la disposition

1) la taille de la carte est - elle conforme à la taille de traitement requise par le dessin?

2) la disposition des composants est - elle équilibrée, bien organisée et bien agencée?

3) s'il y a conflit à tous les niveaux. Les composants, cadres et couches nécessitant une sérigraphie sont - ils raisonnables?

4) les composants couramment utilisés sont - ils faciles à utiliser? Tels que les interrupteurs, les plaques enfichables pour insérer des appareils, les composants qui doivent être remplacés fréquemment, etc.

5) La distance entre l'élément sensible à la chaleur et l'élément chauffant est - elle raisonnable?

6) la dissipation de chaleur est - elle bonne?

7) Faut - il tenir compte des problèmes de brouillage des lignes?

Questions fréquemment posées sur la conception de PCB

1. La taille ne correspond pas

Un problème courant est l'inadéquation des tailles, ce qui est particulièrement important dans la conception de PCB, car il est lié à la connexion du PCB à d'autres composants. S'il n'est pas dimensionné correctement, cela peut entraîner des difficultés de soudage, des échecs de connexion, etc., ce qui affectera gravement les performances et la fiabilité du PCB.

2. Problèmes de spécifications de conception

La conception non conforme aux spécifications électriques ou mécaniques est également un problème courant. Les concepteurs doivent s'assurer que tous les éléments de conception, tels que les Plots, les trous, la largeur d'alignement et l'espacement, sont conformes aux normes IPC pour éviter les problèmes de connectivité et de performance électrique ultérieurs.

3. Problèmes d'intégrité du signal et de l'alimentation

Les problèmes d'intégrité du signal et de l'alimentation se posent souvent par intermittence et sont difficiles à identifier. La meilleure façon de le faire est de trouver la cause sous - jacente du problème et de le résoudre au cours du processus de conception, plutôt que d'essayer de le résoudre à un stade ultérieur, ce qui peut entraîner des retards de production.

4. Connexion non désirée et erreur de conception de couche

Des connexions inutiles sur certaines couches graphiques peuvent entraîner des malentendus, en particulier lors de la conception de cartes multicouches. Parfois, une carte initialement conçue pour quatre couches est incorrectement conçue pour cinq couches ou plus, ce qui entraîne une erreur de conception.

5. Problèmes de trous et de rembourrage

Les propriétés des trous dans la conception sont mal sélectionnées, telles que le choix d'un trou enterré aveugle au lieu d'un trou traversant, ce qui entraînera l'impossibilité de générer un fichier de forage et, dans le pire des cas, un trou manqué, ce qui affectera le processus de fabrication du PCB. En outre, les Plots SMD mal conçus sur les trous peuvent également causer des problèmes de connexion.

6. Problèmes de sélection des matériaux

Le choix de matériaux inappropriés est également un problème courant dans la conception, ce qui peut entraîner des propriétés mécaniques et électriques non conformes. S'assurer que les matériaux sont correctement sélectionnés pour répondre aux exigences de conception spécifiques est une étape importante pour assurer la qualité de votre PCB.

7. Conception et inspection de câblage

La différence comparative entre la conception et le câblage est l'un des facteurs qui contribuent à des erreurs majeures dans la dernière étape de la conception du PCB. Par conséquent, il est nécessaire de vérifier à plusieurs reprises la taille du dispositif, la qualité des pores, la taille des plots, etc. Cela peut réduire considérablement les erreurs potentielles et améliorer la fiabilité du produit final.

La conception de PCB est la base pour connecter les composants électroniques et est la clé pour réaliser les fonctions du système électronique. Si la conception du PCB n'est pas raisonnable, la fonctionnalité de l'ensemble du système électronique sera compromise. Il peut également nous aider à mieux contrôler les paramètres des composants électroniques tels que l'alimentation, le signal et l'alimentation. Il peut également nous aider à mieux contrôler la qualité de nos produits électroniques, améliorant ainsi la fiabilité et la sécurité de nos produits.