Progettazione PCB - Quali conoscenze sono richieste per la progettazione di PCB?

Quali conoscenze sono richieste per la progettazione di PCB?

Gli ingegneri di progettazione PCB devono padroneggiare una vasta gamma di sistemi di conoscenza, che coprono la teoria elettrica, le prestazioni dei componenti, i circuiti digitali e i circuiti analogici, la tecnologia di elaborazione PCBA e la teoria della fabbricabilità DFM, le operazioni di pratica della saldatura, il disegno schematico e il layout, la logica del programma del microcontrollore e i principi di base, ecc.

1. Se il circuito progettato contiene dispositivi FPGA, il software Quartus II deve essere utilizzato per verificare le assegnazioni dei pin prima di disegnare lo schema. (Alcuni perni speciali in FPGA non possono essere utilizzati come IO ordinario).

2. il bordo a 4 strati dall'alto al basso è: strato piano del segnale, terra, potere, strato piano del segnale; La scheda a 6 strati dall'alto al basso è: strato piano del segnale, terra, strato elettrico interno del segnale, strato elettrico interno del segnale, strato piano di potere e segnale. Per schede con 6 strati o più (il vantaggio è: radiazione anti-interferenza), è preferito il cablaggio interno dello strato elettrico e lo strato piano non è permesso andare. È vietato cablare dal suolo o dallo strato di potenza (motivo: lo strato di potere sarà diviso, con conseguente effetto parassitario).

3. cablaggio del sistema di alimentazione multipla: Se il sistema FPGA+DSP è fatto della scheda a 6 strati, ci sarà almeno 3.3V+1.2V+1.8V+5V.

3.3V è generalmente l'alimentazione elettrica principale e lo strato di alimentazione è direttamente posato ed è facile instradare la rete elettrica globale attraverso vias;

5V può essere generalmente l'alimentazione in ingresso e solo una piccola area di rame è richiesta. E piu' spessa possibile.

1.2V e 1.8V sono l'alimentazione principale (se si utilizza direttamente il metodo di connessione del cavo, si incontrano grandi difficoltà quando si affrontano dispositivi BGA). Prova a separare 1.2V e 1.8V durante il layout e lascia collegare 1.2V o 1.8V I componenti sono disposti in un'area compatta e collegati da rame

In breve, perché la rete di alimentazione è distribuita su tutto il PCB, sarà molto complicato e lungo da girare se è instradato. Il metodo di posa del rame è una buona scelta!

4. Il cablaggio tra gli strati adiacenti adotta un metodo trasversale: può ridurre l'interferenza elettromagnetica tra i fili paralleli e facilitare il cablaggio.

5. Qual è il metodo di isolamento per l'isolamento analogico e digitale? Separare i dispositivi utilizzati per i segnali analogici da quelli utilizzati per i segnali digitali durante il layout, e quindi tagliare attraverso il chip AD attraverso la scheda!

Il segnale analogico è posato con una massa analogica, e l'alimentazione analogica a terra / analogica e l'alimentazione digitale sono collegati in un unico punto attraverso un induttore / bead magnetico.

6. progettazione PCB basata sul software di progettazione PCB può anche essere considerato come un processo di sviluppo software. L'ingegneria del software presta la massima attenzione all'idea di "sviluppo iterativo" per ridurre la probabilità di errori PCB.

(1) Controllare il diagramma schematico, prestare particolare attenzione alla potenza e alla terra del dispositivo (potenza e terra sono il sangue del sistema e non può esserci negligenza);

(2) disegno del pacchetto PCB (confermare se i perni nel diagramma schematico sono sbagliati);

(3) Dopo aver confermato la dimensione del pacchetto PCB uno per uno, aggiungere un'etichetta di verifica e aggiungerla alla libreria di pacchetti di questo disegno;

(4) Importare la netlist, regolare la sequenza del segnale nello schema durante la posa (la funzione di numerazione automatica del componente OrCAD non può più essere utilizzata dopo il layout).

Nel processo di progettazione specifico, le conoscenze di base che devono essere padroneggiate includono:

1. Preparazione preliminare

Compresa la preparazione di librerie di componenti e schemi schematici. Prima di procedere con la progettazione PCB, dobbiamo prima preparare la libreria schematica dei componenti SCH e la libreria di imballaggio dei componenti PCB.

La libreria di pacchetti componenti PCB è meglio stabilita dall'ingegnere in base ai dati di dimensione standard del dispositivo selezionato. In linea di principio, stabilire prima la libreria di pacchetti componenti PC e quindi stabilire la libreria di componenti SCH schematica.

I requisiti della libreria dei pacchetti di componenti PCB sono elevati, che influisce direttamente sull'installazione del PCB; I requisiti della libreria di componenti SCH sono relativamente sciolti, ma prestare attenzione a definire gli attributi del pin e la relazione corrispondente con la libreria di pacchetti di componenti PCB.

2. Progettazione della struttura PCB

Secondo le dimensioni determinate del circuito stampato e il vario posizionamento meccanico, disegnare il telaio PCB nell'ambiente di progettazione PCB e posizionare i connettori richiesti, i pulsanti / interruttori, i fori della vite, i fori di assemblaggio, ecc. secondo i requisiti di posizionamento.

Considerare e determinare completamente l'area di cablaggio e l'area di non cablaggio (ad esempio quanta area intorno al foro della vite appartiene all'area di non cablaggio).

3. Progettazione di layout PCB

Il design del layout è quello di posizionare i componenti nel telaio PCB secondo i requisiti di progettazione. Generare la netlist (Design-CreateNetlist) nello strumento schematico, quindi importare la netlist (Design-ImportNetlist) nel software PCB. Dopo che la netlist è stata importata correttamente, esisterà nello sfondo del software. Attraverso l'operazione Posizionamento, tutti i dispositivi possono essere richiamati e c'è una connessione di prompt linea volante tra i pin. In questo momento, la progettazione del layout del dispositivo può essere eseguita.

La progettazione del layout PCB è il primo processo importante nell'intero processo di progettazione PCB. Più complessa è la scheda PCB, migliore è il layout che può influenzare direttamente la difficoltà del cablaggio successivo.

La progettazione del layout dipende dalla conoscenza di base del circuito del progettista e dalla ricca esperienza di progettazione, che è un requisito di livello superiore per il progettista del circuito. I progettisti di circuiti stampati elementari hanno poca esperienza e sono adatti per la progettazione di layout di moduli piccoli o compiti di progettazione di layout PCB con minore difficoltà generale della scheda.

4. Progettazione di cablaggio PCB

La progettazione del layout PCB è il processo con il più grande carico di lavoro nell'intero progetto PCB, che influisce direttamente sulle prestazioni della scheda PCB.

Nel processo di progettazione PCB, il cablaggio ha generalmente tre regni:

Il primo è la distribuzione, che è il requisito di ingresso più basilare per la progettazione del PCB;

Il secondo è la soddisfazione delle prestazioni elettriche, che è uno standard per misurare se una scheda PCB è qualificata. Dopo che il cablaggio è disposto, regolare attentamente il cablaggio per ottenere le migliori prestazioni elettriche;

In terzo luogo, cablaggio ordinato e bello, caotico, anche se le prestazioni elettriche vengono superate, causerà grandi inconvenienti alla successiva modifica dell'ottimizzazione e del test e della manutenzione della scheda. I requisiti di cablaggio sono ordinati e uniformi e non possono essere incrociati e disordinati.

5. Ottimizzazione del cablaggio e posizionamento dello schermo di seta

"La progettazione PCB non è la migliore, solo migliore", "La progettazione PCB è un'arte dei difetti", questo è principalmente perché la progettazione PCB deve realizzare i requisiti di progettazione di tutti gli aspetti dell'hardware e i requisiti individuali possono essere in conflitto tra loro. La zampa d'orso non puo' avere entrambe le cose.

Ad esempio: un progetto di progettazione PCB deve essere progettato come una scheda a 6 strati dopo la valutazione da parte del progettista del circuito stampato, ma l'hardware del prodotto deve essere progettato come una scheda a 4 strati a causa di considerazioni sui costi, in modo che lo strato di terra di schermatura del segnale possa essere sacrificato solo, con conseguente cablaggio adiacente.

L'esperienza di progettazione generale è: il tempo per ottimizzare il cablaggio è il doppio del tempo del primo cablaggio. Dopo che l'ottimizzazione del layout PCB è completata, è necessaria la post-elaborazione. La prima cosa da fare è il logo dello schermo di seta sulla superficie del PCB. I caratteri della serigrafia inferiore devono essere specchiati durante la progettazione per evitare confusione con la serigrafia superiore.

6. Ispezione della rete RDC e ispezione della struttura

Il controllo di qualità è una parte importante del processo di progettazione PCB. I metodi generali di controllo di qualità includono: auto-ispezione di progettazione, ispezione reciproca di progettazione, riunioni di revisione degli esperti, ispezioni speciali, ecc.

Diagramma schematico e diagramma degli elementi strutturali sono i requisiti di progettazione più basilari. L'ispezione della rete RDC e l'ispezione strutturale devono confermare che la progettazione del PCB soddisfa le due condizioni di ingresso dello schema della netlist schematica e dello schema degli elementi strutturali.

Generalmente, i progettisti di circuiti stampati avranno la propria lista di controllo della qualità del progetto accumulata, in cui le voci provengono in parte dalle specifiche dell'azienda o del dipartimento, e l'altra parte proviene dai riassunti della propria esperienza. Le ispezioni speciali includono l'ispezione del valore e l'ispezione DFM del progetto. Queste due parti si concentrano sulla progettazione PCB e sull'elaborazione back-end dei file gerber di output.

7. Scheda di sistema PCB

Prima che il PCB sia formalmente elaborato e fabbricato, il progettista di circuiti stampati deve comunicare con il PE del fornitore di PCB per rispondere alle domande di conferma del produttore sull'elaborazione della scheda PCB.

Ciò include, ma non è limitato a: selezione del modello di scheda PCB, regolazione della larghezza della linea dello strato del circuito e della spaziatura della linea, regolazione del controllo dell'impedenza, regolazione dello spessore dell'impilamento del PCB, tecnologia di elaborazione del trattamento superficiale, controllo della tolleranza dell'apertura e standard di consegna, ecc.