Technologie PCB - Résumé de l'Ingénieur: Protel Encyclopedia of Technology (i)

1. Erreurs courantes du schéma:

(1) aucun signal n'est connecté à la broche de rapport ERC:

A. définir les attributs d'E / s pour les broches lors de la création du package;

B. des propriétés de grille incohérentes ont été modifiées lors de la création ou du placement de composants et les broches et les fils ne sont pas connectés;

C. lors de la création d'un composant, le numéro d'extrémité est orienté dans le sens inverse et l'extrémité du nom non - numéro d'extrémité doit être connectée.

(2) les composants dépassent les limites graphiques: aucun composant n'est créé au Centre du papier graphique de la Bibliothèque de composants.

(3) la table réseau du fichier de projet créé ne peut être importée que partiellement dans le PCB: lors de la génération de la table réseau, global n'est pas sélectionné.

(4) n'utilisez jamais de notes lorsque vous utilisez des pièces Multi - pièces créées par vous - même.

2. Erreurs courantes de PCB:

(1) Aucun Node n'a été trouvé lors du chargement du réseau:

A. l'encapsulation utilisée par le composant dans le schéma n'est pas dans la Bibliothèque PCB;

B. Les éléments du schéma utilisent des encapsulations avec des noms incohérents dans la Bibliothèque PCB;

C. les composants dans le schéma utilisent des boîtiers avec des numéros de broches incohérents dans la Bibliothèque de PCB. Par exemple, les broches dans triode: Sch sont numérotées e, B et c, tandis que les broches dans PCB sont numérotées 1, 2 et 3.

(2) ne peut pas toujours être imprimé sur une page lors de l'impression:

A. pas à l'origine lors de la création de la Bibliothèque PCB;

B. Les éléments sont déplacés et tournés plusieurs fois, il y a des caractères cachés à l'extérieur des limites de la carte PCB. Sélectionnez afficher tous les caractères cachés, rétrécissez le PCB, puis déplacez les caractères à la frontière.

(3) Le réseau de reporting de la RDC est divisé en plusieurs sections:

Indique que ce réseau n'est pas connecté. Consultez le fichier de rapport, puis utilisez Connected Copper pour le trouver.

En outre, rappelez à vos amis d'utiliser win2000 autant que possible pour réduire les chances d'avoir un écran bleu; Exportez le fichier plusieurs fois pour générer un nouveau fichier DDB afin de réduire la taille du fichier et les chances de blocage Protel. Si vous faites une conception plus complexe, essayez de ne pas utiliser de câblage automatique.

Dans la conception de PCB, le câblage est une étape importante pour compléter la conception du produit. On peut dire que les préparations précédentes ont été faites pour elle. Dans tout le PCB, les limites du processus de conception de câblage sont les plus élevées, les meilleures compétences et la plus grande charge de travail. Le câblage PCB comprend le câblage simple face, le câblage double face et le câblage multicouche. Il existe également deux types de câblage: le câblage automatique et le câblage interactif. Avant le câblage automatique, vous pouvez utiliser interactive pour pré - câbler les lignes les plus exigeantes. Les bords de l'entrée et de la sortie doivent éviter d'être adjacents parallèlement pour éviter les interférences par réflexion. Si nécessaire, des lignes de mise à la terre doivent être ajoutées pour l'isolation et le câblage des deux étages adjacents doit être perpendiculaire l'un à l'autre. Les couplages parasites se produisent facilement en parallèle.

Le taux de câblage pour le câblage automatique dépend d'une bonne disposition. Les règles de câblage peuvent être prédéfinies, y compris le nombre de plis, le nombre de trous percés et le nombre de pas. En général, Explorez d'abord les fils de chaîne, connectez rapidement les fils courts, puis effectuez un câblage en labyrinthe. Tout d'abord, optimisez le câblage à poser pour le chemin de câblage global. Il peut déconnecter les fils posés au besoin. Et essayez de recâbler pour améliorer l'effet global.

Les conceptions actuelles de PCB à haute densité ne se sentent pas appropriées et gaspillent beaucoup de précieux canaux de câblage. Pour résoudre cette contradiction, des techniques de trous borgnes et enterrés sont apparues, qui non seulement remplissent le rôle de trous traversants, mais économisent également un grand nombre de canaux de câblage, rendant le processus de câblage plus pratique, fluide et complet. Le processus de conception d'une carte PCB est un processus complexe et simple. Pour bien le maîtriser, il faut beaucoup de conception d'ingénierie électronique. Seuls les employés en font l'expérience personnelle pour en apprécier la véritable signification.

1 traitement de l'alimentation et du fil de terre

Même si le câblage dans l'ensemble de la carte PCB est bien fait, les interférences dues à une mauvaise prise en compte de l'alimentation et du câblage de terre peuvent réduire les performances du produit et parfois même affecter son succès. Par conséquent, le câblage des fils et des fils de terre doit être pris au sérieux et les interférences sonores générées par les fils et les fils de terre doivent être minimisées pour assurer la qualité du produit.

Chaque ingénieur travaillant sur la conception de produits électroniques comprend les causes du bruit entre la ligne de terre et la ligne d'alimentation et ne présente maintenant que la réduction du bruit:

Il est bien connu d'ajouter un condensateur de découplage entre l'alimentation et la masse. 7 x2 B3 k) Oui /? « e (A1 f / t no Y4 X, n

Essayez d'élargir la largeur de la ligne d'alimentation et de la ligne de sol, de préférence la ligne de sol est plus large que la ligne d'alimentation, leur relation est: ligne de sol > ligne d'alimentation > ligne de signal, généralement la largeur de la ligne de signal est: 0,2 ï½ 0,3 mm, la largeur minimale peut atteindre 0,05 ï½ 0,07 mm, la ligne d'alimentation est de 1,2 ï½ 0,5 mm

Pour les PCB de circuits numériques, il est possible d'utiliser de larges lignes de masse pour former une boucle, c'est - à - dire pour former une utilisation de réseau de terre (la mise à la terre d'un circuit analogique ne peut pas être utilisée de cette manière).

Utilisez une grande surface de couche de cuivre pour la mise à la terre et mettez à la terre les endroits non utilisés sur la carte de circuit imprimé. Ou peut être fait en panneau multicouche, l'alimentation et le fil de terre occupent chacun une couche.

2. Traitement de masse commun des circuits numériques et analogiques

De nombreuses cartes de circuits imprimés ne sont plus des circuits monofonctionnels (numériques ou analogiques), mais consistent en un mélange de circuits numériques et analogiques. Il est donc nécessaire, lors du câblage, de prendre en compte les interférences mutuelles entre elles et notamment les interférences sonores sur les lignes de masse.

La fréquence du circuit numérique est élevée et la sensibilité du circuit analogique est forte. Pour les lignes de signal, les lignes de signal haute fréquence doivent être aussi éloignées que possible des dispositifs de circuit analogique sensibles. Pour la ligne de terre, l'ensemble du PCB n'a qu'un seul nœud avec l'extérieur, de sorte que le problème de la mise à la terre commune numérique et analogique doit être résolu à l'intérieur du PCB, tandis que la mise à la terre numérique et analogique à l'intérieur de la carte sont pratiquement séparées, Elles ne sont pas connectées entre elles, mais à l'interface qui relie le PCB à l'extérieur (comme une fiche, etc.). Il existe une connexion de court - circuit entre la mise à la terre numérique et la mise à la terre analogique. Notez qu'il n'y a qu'un seul point de connexion. Il existe également une mise à la terre non commune sur le PCB, qui est déterminée par la conception du système.

3. La ligne de signal est posée sur la couche électrique (sol)

Dans le câblage de la carte d'impression multicouche, comme il n'y a pas beaucoup de fils non posés dans la couche de ligne de signal, l'ajout de plus de couches causera des déchets, augmentera la charge de travail de production et les coûts augmenteront en conséquence. Pour résoudre cette contradiction, on peut envisager de câbler au niveau électrique (à la terre). La couche d'alimentation doit être considérée en premier et la couche de mise à la terre en second. Parce qu'il est préférable de maintenir l'intégrité de la formation.

4. Traitement des jambes de connexion de fil de grande surface

Dans une grande zone de mise à la Terre (électrique), les jambes des composants généraux y sont toutes connectées. Le traitement des jambes de connexion nécessite une prise en compte intégrée. En termes de Performances électriques, il est préférable de connecter les Plots des broches de l'élément à la surface de cuivre. Il existe certains dangers indésirables lors du soudage et de l'assemblage des composants, tels que: 1. Le soudage nécessite un chauffage haute puissance. 2. Facile à produire le soudage par pointillés. Par conséquent, les propriétés électriques et les exigences de processus sont toutes deux réalisées en Plots à motifs croisés, appelés panneaux isolants, souvent appelés Plots thermiques, de sorte que des points de soudure virtuels peuvent être créés lors du soudage en raison de la chaleur excessive de la section transversale. La vie sexuelle est considérablement réduite. Le traitement de la branche d'alimentation (terre) de la carte multicouche est identique.

5. Rôle du système de réseau dans le câblage

Dans de nombreux systèmes CAO, le câblage est déterminé par le système de réseau. La grille est trop dense, les chemins sont augmentés, mais les pas sont trop petits et la quantité de données dans les champs est trop importante. Cela implique nécessairement des exigences plus élevées en termes d'espace de stockage de l'appareil, ainsi que la vitesse de calcul de l'électronique basée sur ordinateur. L'impact est grand. Certains chemins sont inefficaces, par example ceux occupés par des coussinets ou des trous de montage et de fixation de pieds de pièces. Une grille trop clairsemée et trop peu de canaux ont une grande influence sur le taux de distribution. Par conséquent, il doit y avoir un système de grille bien espacé et raisonnable pour soutenir le câblage.

La distance entre les piliers d'un élément standard est de 0,1 pouce (2,54 mm), de sorte que la base d'un système de grille est généralement fixée à 0,1 pouce ou à un multiple entier inférieur à 0,1 pouce, par exemple: 0,05 pouce, 0025 pouce, 0,02 pouce, etc.

6. Vérification des règles de conception (DRC)

Une fois la conception de câblage terminée, il est nécessaire de vérifier soigneusement si la conception de câblage est conforme aux règles établies par le concepteur et de confirmer que les règles établies sont conformes aux exigences du processus de production de la carte imprimée. L'examen général couvre les aspects suivants:

Si la distance entre la ligne et la ligne, la ligne et le Plot d'élément, la ligne et le trou traversant, le Plot d'élément et le trou traversant, et le trou traversant et le trou traversant sont raisonnables et répondent aux exigences de production.

La largeur de la ligne d'alimentation et de la ligne de terre est - elle appropriée et existe - t - il un couplage étroit entre la ligne d'alimentation et la ligne de terre (faible impédance d'onde)? Y a - t - il des endroits sur le PCB où vous pouvez élargir la ligne de sol?

Si les meilleures mesures sont prises pour les lignes de signal clés, telles que la longueur la plus courte, l'ajout de lignes de protection, la séparation claire des lignes d'entrée et de sortie.

Si les circuits analogiques et numériques ont des lignes de terre séparées.

Si les graphiques ajoutés au PCB, tels que les icônes et les commentaires, provoquent un court - circuit du signal.

Modifiez certaines formes de lignes indésirables.

Y a - t - il une ligne de processus sur le PCB? Si le masque de soudage répond aux exigences du processus de production, si la taille du masque de soudage est appropriée et si le logo de caractère est pressé sur les Plots du dispositif afin de ne pas affecter la qualité de l'équipement électrique.

Si le bord du cadre extérieur de la couche de mise à la terre de puissance dans la plaque multicouche est réduit, par exemple, la Feuille de cuivre de la couche de mise à la terre de puissance est exposée à l'extérieur de la plaque, ce qui peut facilement provoquer un court - circuit. Aperçu le but de ce document est d'expliquer le processus et quelques considérations concernant l'utilisation de powerpcb, le logiciel de conception de cartes imprimées pour Pads, de fournir des spécifications de conception aux concepteurs dans les groupes de travail et de faciliter la communication et l'inspection mutuelle entre les concepteurs.

2. Processus de conception

Le processus de conception de PCB est divisé en six étapes: entrée de la netlist, configuration des règles, disposition des composants, câblage, vérification, révision et sortie.

2.1 entrée de la table réseau

Il y a deux façons d'entrer dans la netlist. L'une consiste à utiliser la fonction de connexion Ole powerpcb de powerlogic, en choisissant d'envoyer une table Web et en utilisant la fonction OLE pour maintenir la cohérence du schéma et du schéma PCB à tout moment afin de minimiser les risques d'erreurs. Une autre méthode consiste à charger la table Web directement dans powerpcb, sélectionnez Fichier - > importer, puis entrez la table Web générée par le schéma.

2.2 configuration des règles

Ces règles disparaissent, car les règles de conception sont déjà entrées dans powerpcb avec la table Web lorsque celle - ci est entrée. Si les règles de conception sont modifiées, le schéma doit être synchronisé pour s'assurer qu'il est cohérent avec le PCB. En plus des règles de conception et de définition des couches, il existe des règles à définir, telles que la pile de Plots, qui nécessitent une modification de la taille des pores standards. Si le concepteur crée de nouveaux plots ou sur - trous, il faut ajouter la couche 25.

Remarque: les règles de conception de PCB, les définitions de couches, les paramètres de perçage et les paramètres de sortie Cam ont été transformés en un fichier de démarrage par défaut appelé default.stp. Une fois que vous avez entré dans la table de réseau, attribuez le réseau électrique et le sol aux couches et couches d'alimentation et définissez D'autres règles avancées en fonction de la réalité de la conception. Une fois toutes les règles configurées, dans powerlogic, utilisez la fonctionnalité Rules from PCB d’ole powerpcb Connection pour mettre à jour les paramètres des règles dans le schéma afin de vous assurer que les règles du schéma et du PCB sont cohérentes.

2.3 disposition des composants

Une fois que vous avez entré la table Web, tous les composants sont placés au point zéro de la zone de travail et se chevauchent. L'étape suivante consiste à séparer ces composants et à les organiser soigneusement selon certaines règles, à savoir la disposition des composants. Powerpcb offre deux méthodes, la mise en page manuelle et la mise en page automatique.

2.3.1 mise en page manuelle

1. Dessinez le contour de la plaque pour la taille structurelle de la plaque d'impression de l'outil.

2. Composants dispersés (composants dispersés), les composants seront disposés autour du bord de la plaque.

3. Déplacez et Faites pivoter les ensembles un par un, placez - les à l'intérieur du bord de la plaque et placez - les soigneusement selon certaines règles.

2.3.2 mise en page automatique

Power PCB fournit une mise en page automatique et une mise en Cluster locale automatique, mais pour la plupart des conceptions, l'effet n'est pas idéal et n'est pas recommandé. 2.3.3 précautions

A. le premier principe de la disposition est d'assurer le taux de câblage, de prêter attention à la connexion des lignes volantes lors du déplacement de l'appareil et de mettre les appareils connectés ensemble

B. séparer l'équipement numérique de l'équipement analogique et l'éloigner le plus possible

C. VCC du condensateur de découplage aussi proche que possible du dispositif

D. lors de la mise en place de l'équipement, pensez à la soudure future, pas trop dense

E. utilisation accrue des fonctions Array et Union fournies par le logiciel pour améliorer l'efficacité de la mise en page,

2.4 câblage.

Il existe également deux types de câblage, manuel et automatique. Le câblage manuel fourni par powerpcb est extrêmement puissant, y compris le Push automatique et la vérification en ligne des règles de conception (DRC). Le câblage automatique est effectué par le moteur de câblage de specctra. Souvent, les deux méthodes sont utilisées ensemble. Les étapes courantes sont Manuel - automatique - Manuel.

2.4.1 câblage manuel

1. Avant le câblage automatique, vous devez d'abord poser quelques réseaux importants, tels que l'horloge à haute fréquence, l'alimentation principale, etc. Ces réseaux ont généralement des exigences spéciales pour la distance de câblage, la largeur de ligne, l'espacement des lignes et le blindage; En outre, certains emballages spéciaux, tels que BGA, ont du mal à programmer un câblage automatique régulièrement et doivent utiliser un câblage manuel.

2. Après la ligne de marche automatique, la ligne de marche PCB doit être ajustée par la ligne de marche manuelle.

2.4.2 câblage automatique

Une fois le câblage manuel terminé, le réseau restant est remis au routeur automatique du tissu. Sélectionnez "Outils" - > "Spectra", démarrez l'interface du routeur Spectra, Configurez le fichier do, puis appuyez sur "continuer" pour démarrer le câblage automatique du routeur Spectra. Une fois terminé, si le taux de câblage est de 100%, le câblage peut être ajusté manuellement; Si ce n'est pas le cas, si 100% est atteint, cela signifie qu'il y a un problème avec la disposition ou le câblage manuel et qu'il est nécessaire d'ajuster la disposition ou le câblage manuel jusqu'à ce que toutes les connexions soient terminées.

2.4.3 précautions

A. faites le cordon d'alimentation et le fil de terre aussi épais que possible

B. essayez de connecter le condensateur de découplage directement au VCC

C. lorsque vous configurez le fichier do de specctra, ajoutez d'abord la commande protect all Wires pour protéger le câblage Manuel contre la redistribution par le routeur automatique

D. s'il existe une couche d'alimentation hybride, cette couche doit être définie comme "Split / Hybrid plane", divisée avant le câblage et, après le câblage, coulée de cuivre à l'aide du "flat Connect" de pour manager.

E. réglez toutes les broches de l'appareil en mode Thermal pad (tapis thermique) en définissant filter (filtre) sur pins (broches), sélectionnez toutes les broches, modifiez les propriétés et cochez l'option Thermal (thermique)

F. lors du routage manuel, ouvrez l'option DRC et utilisez le routage dynamique (Dynamic Routing)

2.5 inspection

Les éléments à inspecter comprennent les lacunes, la connectivité, les vitesses élevées et les aéronefs. Ces éléments peuvent être sélectionnés via "Outils" - > "valider la conception". Si une règle de vitesse élevée est définie, elle doit être vérifiée, sinon vous pouvez ignorer cet élément. Si une erreur est détectée, vous devez modifier la disposition et le câblage.

Remarque: certaines erreurs peuvent être ignorées. Par example, lorsqu'une partie du contour de certains connecteurs est placée hors du cadre de la plaque, une erreur apparaît lors du contrôle de l'espacement; De plus, chaque fois que les traces et les trous sont modifiés, il est nécessaire de les cuivrer à nouveau.

2.6 examen

L'examen est basé sur une « liste de contrôle pcb», qui comprend les règles de conception, les définitions de couche, la largeur de ligne, l'espacement, les Plots et les paramètres de perçage; L'accent est également mis sur la rationalité de la disposition des dispositifs, le routage des réseaux d'alimentation et terrestres, et les réseaux d'horloge à grande vitesse. Câblage et blindage, placement et connexion des condensateurs de découplage, etc. si le réexamen n'est pas satisfaisant, le concepteur doit modifier la disposition et le câblage. Lorsque la révision est qualifiée, elle est signée séparément par le réviseur et le concepteur.

2.7 sortie de conception

Les conceptions de PCB peuvent être exportées vers une imprimante ou un fichier gerber. L'imprimante peut imprimer le PCB en couches pour faciliter l'inspection des concepteurs et des évaluateurs; Les fichiers gerber sont remis aux fabricants de cartes pour produire des cartes de circuits imprimés. La sortie du fichier gerber est très importante. Il s'agit du succès ou de l'échec de ce design. Ce qui suit met l'accent sur ce que vous devez faire attention lors de la sortie d'un fichier gerber.

A. les couches nécessitant une sortie comprennent les couches de câblage (y compris les couches de câblage supérieure, inférieure et intermédiaire), les couches d'alimentation (y compris les couches VCC et GNd), les couches de treillis métallique (y compris les couches de treillis métallique supérieure et inférieure), les couches de soudure par résistance (y compris les couches de soudure par résistance supérieure) et les couches de soudure par résistance sous - jacentes et génèrent des fichiers de perçage (NC Drill)

B. Si la couche d'alimentation est définie sur Split / Mixed, sélectionnez routage dans l'entrée document (document) de la fenêtre Add Document (ajouter un document) et chaque fois que vous produisez un fichier Gerber, vous devez utiliser plane Connect de pour Manager pour inverser le cuivre sur le schéma PCB; Si défini sur "Cam flat", sélectionnez "flat". Lorsque vous configurez le projet layer, ajoutez layer25, puis sélectionnez Pads et viasc dans layer25 layer. Dans la fenêtre paramètres de l'appareil (par paramètres de l'appareil), modifiez la valeur d'ouverture à 199

C. lors de la configuration des calques de chaque calque, sélectionnez Board Outline

D. lorsque vous définissez le calque du calque sérigraphique, ne sélectionnez pas le type de pièce, sélectionnez le calque supérieur (inférieur) et le contour du calque sérigraphique, texte, ligne 9

E. lors de la mise en place de la couche de la couche de soudure d'arrêt, selon le cas, les porosités sont sélectionnées pour indiquer qu'aucune couche de soudure d'arrêt n'a été ajoutée aux porosités d'arrêt, et les porosités ne sont pas sélectionnées pour indiquer la couche de soudure d'arrêt.

F. lors de la génération de fichiers de perçage, utilisez les paramètres par défaut de powerpcb sans apporter de modifications

G. une fois tous les fichiers Gerbera sortis, ouvrez - les et imprimez - les avec cam350 et vérifiez - les conformément à la « liste de contrôle pcb» des concepteurs et des évaluateurs.

Le perçage est l'un des composants importants des PCB multicouches et le coût du perçage représente généralement 30 à 40% du coût de fabrication d'un PCB. En termes simples, chaque trou dans le PCB peut être appelé un trou de travers. D'un point de vue fonctionnel, les Vias peuvent être divisés en deux catégories: une pour les connexions électriques entre les couches; L'autre est destiné à fixer ou positionner le dispositif. D'un point de vue technologique, ces Vias sont généralement classés en trois catégories, à savoir les Vias borgnes, les Vias enterrés et les Vias traversants. Les trous borgnes sont situés sur les faces supérieure et inférieure de la carte de circuit imprimé et ont une certaine profondeur. Ils sont utilisés pour connecter les lignes de surface et les lignes intérieures ci - dessous. La profondeur des trous ne dépasse généralement pas une certaine proportion (pores). Par trou enterré, on entend un trou de connexion situé dans la couche interne de la carte de circuit imprimé et ne s'étendant pas à la surface de la carte. Les deux types de trous décrits ci - dessus sont situés dans la couche interne de la carte et sont réalisés par un procédé de formation de Vias avant laminage, et plusieurs couches internes peuvent être superposées lors de la formation des vias. Le troisième type, appelé via, pénètre dans toute la carte et peut être utilisé pour les interconnexions internes ou comme composant pour monter des trous de positionnement. Comme les Vias sont plus faciles à mettre en œuvre et moins coûteux dans le processus, la plupart des cartes de circuit imprimé l'utilisent à la place des deux autres types de vias. Sauf indication contraire, les Vias suivants sont considérés comme traversants.

D'un point de vue de la conception, le trou traversant se compose principalement de deux parties, l'une est un trou de forage au milieu et l'autre est une zone de rembourrage autour du trou de forage, comme le montre la figure ci - dessous. La taille de ces deux parties détermine la taille des pores. De toute évidence, dans les conceptions de circuits imprimés à haute vitesse et à haute densité, les concepteurs veulent toujours que plus les trous sont petits, mieux c'est, ce qui laisse plus d'espace de câblage sur la carte. De plus, plus le trou traversant est petit, plus sa propre capacité parasite est faible. Plus il est petit, plus il convient à une utilisation dans des circuits à grande vitesse. Cependant, la réduction de la taille du trou entraîne également une augmentation du coût et la taille du sur - trou ne peut pas être réduite indéfiniment. Il est limité par des techniques de processus telles que le perçage et le placage: plus le trou est petit, plus il est percé. Plus le temps de perçage est long, plus il est facile de se décentrer; Et lorsque la profondeur du trou dépasse 6 fois le diamètre du trou foré, il n'est pas garanti que la paroi du trou puisse être uniformément cuivrée. Par exemple, une carte PCB ordinaire de 6 couches a une épaisseur (profondeur de trou traversant) d'environ 50 mil, de sorte que le diamètre de forage minimum qu'un fabricant de PCB peut fournir ne peut atteindre que 8 mil.