Conception électronique - Quelles sont les connaissances nécessaires à la conception de PCB?

Quelles sont les connaissances nécessaires à la conception de PCB?

Les ingénieurs en conception de circuits imprimés doivent maîtriser un large corpus de connaissances couvrant la théorie électrique, la performance des composants, les circuits numériques et analogiques, la technologie de traitement PCBA et la théorie de la fabricabilité DFM, les opérations pratiques de soudage, les schémas et la disposition, la logique de programme et les principes de base des microcontrôleurs, etc.

1.si le système de circuit conçu contient un dispositif FPGA, vous devez utiliser le logiciel Quartus II pour vérifier l'attribution des broches avant de dessiner le schéma. (certaines broches spéciales dans un FPGA ne peuvent pas être utilisées comme io normal).

2. 4 couches de haut en bas sont: couche de plan de signal, mise à la terre, alimentation, couche de plan de signal; Les 6 couches du haut vers le bas sont: la couche de plan de signal, la masse, la couche électrique interne de signal, la couche électrique interne de signal, la couche d'alimentation et la couche de plan de signal. Pour les plaques de 6 couches ou plus (avantage: rayonnement anti - interférence), il est préférable de câbler la couche électrique interne, la couche plane ne laissant pas aller. Le câblage à partir du sol ou de la couche d'alimentation est interdit (raison: la couche d'alimentation peut être divisée, ce qui entraîne des effets parasites).

Câblage du système 3.multi-power: si le système FPGA + DSP adopte 6 couches, il y a au moins 3.3V + 1.2v + 1.8v + 5V.

3.3V est généralement l'alimentation principale, la couche d'alimentation est directement posée, il est facile de câbler le réseau électrique mondial à travers le trou;

5V peut généralement être une entrée d'alimentation et ne nécessite qu'une petite surface de cuivre. Et aussi épais que possible.

1.2v et 1.8v sont les sources d'alimentation de base (si vous utilisez directement la méthode de câblage, vous rencontrerez de grandes difficultés face aux dispositifs BGA). Essayez de séparer 1,2V et 1,8v lors de la mise en page et laissez 1,2V ou 1,8v se connecter. Les composants sont disposés dans une zone compacte et connectés en cuivre

En bref, comme le réseau d'alimentation est réparti sur l'ensemble du PCB, le routage sera très complexe et prendra beaucoup de temps. La méthode de pose du fil de cuivre est un bon choix!

4. Le câblage entre les couches adjacentes adopte une approche croisée: les interférences électromagnétiques entre les fils parallèles peuvent être réduites, ce qui facilite le câblage.

5. Quelle est la méthode d'isolation pour l'isolation analogique et numérique? Séparez les appareils utilisés pour les signaux analogiques de ceux utilisés pour les signaux numériques lors de la mise en page, puis coupez la puce ad à travers la carte!

Le signal analogique est posé avec une mise à la terre analogique, une mise à la terre analogique / alimentation analogique et une alimentation numérique sont connectées en un seul point par des inducteurs / billes magnétiques.

6. La conception de PCB basée sur le logiciel de conception de PCB peut également être considérée comme un processus de développement logiciel. Le génie logiciel se concentre principalement sur l'idée de « développement itératif» pour réduire la probabilité d'erreurs de PCB.

(1) voir le schéma, en accordant une attention particulière à l'alimentation et à la mise à la terre de l'appareil (l'alimentation et le fil de terre sont le sang du système et ne peuvent pas être négligents);

(2) schéma d'encapsulation PCB (confirmer si les broches dans le schéma sont incorrectes);

(3) après avoir confirmé les tailles d'encapsulation PCB une par une, ajoutez une étiquette de vérification et ajoutez - la à la Bibliothèque d'encapsulation de cette conception;

(4) importer une table Web pour ajuster la séquence de signaux dans le schéma lors de la mise en page (la fonction de numérotation automatique des composants Orcad ne peut plus être utilisée après la mise en page).

Les connaissances de base à maîtriser dans un processus de conception spécifique comprennent:

1. Préparation préalable

Comprend la préparation de bibliothèques d'éléments et de schémas. Avant de procéder à la conception de PCB, nous devons d'abord préparer la Bibliothèque schématique de composants Sch et la Bibliothèque d'encapsulation de composants PCB.

La Bibliothèque d'encapsulation de composants PCB est de préférence établie par un ingénieur sur la base des données dimensionnelles standard de l'équipement sélectionné. En principe, une bibliothèque de packages de composants PC est d'abord établie, puis une bibliothèque de composants schématisés Sch est établie.

La Bibliothèque d'encapsulation de composants PCB est très exigeante et affecte directement l'installation du PCB; Schématique les exigences de la Bibliothèque de composants Sch sont relativement laxistes, mais attention à la définition des propriétés des broches et à la correspondance avec la Bibliothèque d'encapsulation de composants PCB.

2. Conception structurelle de PCB

En fonction de la taille de la carte déterminée et de divers positionnements mécaniques, dessinez le cadre de PCB dans l'environnement de conception de PCB et placez les connecteurs, boutons / interrupteurs, trous de vis, trous d'assemblage, etc. nécessaires en fonction des exigences de positionnement.

Considérez et déterminez pleinement les zones de câblage et les zones non câblées (par exemple, combien de zones autour des trous de vis appartiennent aux zones non câblées).

3. Conception de mise en page PCB

La conception de la mise en page consiste à placer les composants dans un cadre de PCB en fonction des exigences de conception. Générez une netlist (Design - createnetlist) dans l'outil schématique, puis importez une netlist (Design - importnetlist) dans le logiciel PCB. Après l'importation réussie de la nettable, elle existe en arrière - plan du logiciel. Avec l'opération placement, tous les appareils peuvent être appelés et il y a une connexion flyline entre les broches. À ce stade, la conception de la disposition de l'appareil peut être effectuée.

La conception de schéma de configuration de PCB est le premier processus important tout au long du processus de conception de PCB. Plus la carte PCB est complexe, meilleure est la disposition, ce qui affecte directement la difficulté du câblage ultérieur.

La conception de la disposition repose sur la connaissance de base des circuits et une vaste expérience de conception des concepteurs de cartes, ce qui impose des exigences plus élevées aux concepteurs de cartes. Les concepteurs de cartes de circuits imprimés juniors sont inexpérimentés et conviennent à la conception de petits modules ou à des tâches de conception de mise en page de PCB avec une difficulté de carte globale inférieure.

4. Conception de câblage PCB

La conception de schéma de configuration de PCB est le processus le plus chargé de toute la conception de PCB, affectant directement les performances de la carte PCB.

Il existe généralement trois domaines de câblage dans le processus de conception de PCB:

Tout d'abord, la distribution, qui est l'exigence de départ la plus fondamentale pour la conception de PCB;

La deuxième est la satisfaction de la performance électrique, qui est une mesure de la conformité d'une carte PCB. Après le câblage, Ajustez soigneusement le câblage pour obtenir les meilleures performances électriques;

Troisièmement, la propreté et l'esthétique, le câblage chaotique, même si les performances électriques sont qualifiées, peuvent causer de grands inconvénients pour l'optimisation et la maintenance des tests de la carte modifiée ultérieurement. Le câblage nécessite une propreté, une unité, ne doit pas être croisé, confus.

5. Optimisation du câblage et placement du treillis métallique

"La conception de PCB n'est pas la meilleure, seulement la meilleure", "la conception de PCB est un art défectueux", principalement parce que la conception de PCB nécessite la mise en œuvre d'exigences de conception pour tous les aspects du matériel, et les exigences individuelles peuvent être contradictoires. Les paumes d'ours ne peuvent pas avoir les deux.

Par exemple: un projet de conception de PCB doit être conçu comme un panneau de 6 couches après avoir été évalué par le concepteur de la carte, mais pour des raisons de coût, le matériel du produit doit être conçu comme un panneau de 4 couches, de sorte que vous ne pouvez sacrifier que la couche de sol de blindage du signal, ce qui entraîne un câblage adjacent. La diaphonie du signal entre les couches augmente et la qualité du signal diminue.

L'expérience de conception générale est la suivante: optimiser le câblage prend deux fois plus de temps que la première fois. Une fois l'optimisation de la mise en page PCB terminée, un post - traitement est nécessaire. La première chose à faire est le logo de sérigraphie sur la surface du PCB. Les caractères de sérigraphie en bas doivent être mis en miroir lors de la conception pour éviter toute confusion avec la sérigraphie en haut.

6. Inspection DRC du réseau et inspection structurelle

Le contrôle de la qualité est une partie importante du processus de conception de PCB. Les méthodes générales de contrôle de la qualité comprennent: auto - inspection de la conception, inspection mutuelle de la conception, réunion d'experts, inspection spéciale, etc.

Les schémas de principe et les schémas des éléments structurels sont les exigences de conception les plus fondamentales. L'inspection DRC du réseau et l'inspection de la structure sont conçues pour confirmer que la conception du PCB répond aux deux conditions d'entrée de la liste de principes et du diagramme des éléments structurels.

En règle générale, les concepteurs de cartes ont leur propre liste de vérification cumulative de la qualité de la conception, dans laquelle les entrées proviennent en partie des spécifications de l ` entreprise ou du Département et en partie d ` un résumé de leur propre expérience. Les inspections spéciales comprennent une inspection Valor conçue et une inspection DFM. Ces deux sections se concentrent sur la conception et le traitement du fichier gerber par le back - end de sortie du PCB.

7. Carte système PCB

Avant la fabrication de l'usinage formel des PCB, les concepteurs de cartes de circuits imprimés doivent communiquer avec le PE du fournisseur de PCB pour répondre aux questions de confirmation du fabricant concernant l'usinage des cartes de circuits imprimés.

Cela inclut, mais n'est pas limité à: le choix du modèle de carte PCB, l'ajustement de la largeur de ligne et de l'espacement des lignes de la couche de circuit, l'ajustement du contrôle d'impédance, l'ajustement de l'épaisseur de l'empilement de PCB, le processus de traitement de surface, le contrôle de tolérance d'ouverture et les normes de livraison, etc.