Progettazione PCB - Spiegazione del processo di progettazione PCB e produzione di scheda PCB

Analisi completa della progettazione PCB: dalla preparazione delle informazioni al controllo del cablaggio del processo esaustivo

Informazioni chiave richieste per la progettazione di PCB:

Schematico: un documento elettronico dettagliato che genera una netlist accurata.

Dimensioni meccaniche: chiaramente etichettate con orientamento specifico e identificazione della direzione dei dispositivi di posizionamento, nonché aree limite di altezza specifiche.

Lista BOM: verifica e verifica le informazioni di imballaggio del dispositivo sullo schema.

Linee guida per il cablaggio: specificare i requisiti specifici per segnali particolari, nonché i criteri di progettazione come impedenza e laminazione.

Fasi fondamentali della progettazione del PCB:

1.Pre-preparazione

Preparazione di librerie di componenti e schemi: Come dice il detto, €˜Per fare un buon lavoro, è necessario prima fare buon uso dei vostri strumenti €˜. Al fine di creare un circuito stampato di alta qualità, oltre ai principi di progettazione, ma anche deve essere ben disegnato. Prima di intraprendere la progettazione PCB, è necessario prima preparare la libreria di componenti schematica (SCH) e la libreria di componenti PCB (questo è un passo critico). Protel viene fornito con la libreria, ma spesso è difficile trovare esattamente quella giusta, è meglio creare la propria libreria di componenti in base ai dati di dimensione standard del dispositivo selezionato. In linea di principio, la prima produzione di libreria di componenti PCB e quindi la produzione di libreria di componenti SCH. I requisiti della libreria di componenti PCB sono più elevati, influisce direttamente sull'installazione del circuito stampato; I requisiti della libreria di componenti SCH sono relativamente sciolti, purché l'attenzione alla definizione degli attributi pin e dei componenti PCB possa essere definita con la relazione corrispondente. Allo stesso tempo, prestare attenzione ai pin nascosti nella libreria standard. Dopo aver completato la progettazione schematica, la progettazione PCB può iniziare.

Quando si creano librerie per diagrammi schematici, assicurarsi che i pin siano correttamente collegati alle schede PCB di uscita / ingresso e verificare attentamente i file della libreria.

2. Progettazione della struttura PCB

Secondo le dimensioni determinate della scheda e il vario posizionamento meccanico, disegnare il profilo del PCB nell'ambiente di progettazione PCB e posizionare i connettori richiesti, pulsanti / interruttori, tubi digitali, indicatori, porte di ingresso / uscita, ecc., e impostare fori di vite e fori di montaggio secondo i requisiti di posizionamento. In questo processo, l'area di cablaggio e l'area di non cablaggio (ad esempio, intorno ai fori delle viti è area di non cablaggio) devono essere completamente considerate e determinate. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alle dimensioni effettive dei dispositivi (area occupata e altezza), alla posizione relativa tra i dispositivi (dimensione dello spazio), e al livello a cui i dispositivi sono posizionati per garantire le prestazioni elettriche del circuito stampato, la fattibilità e la convenienza di produzione e installazione. Sotto la premessa di garantire che i principi di cui sopra possano essere riflessi, il dispositivo può essere regolato per rendere il layout più ordinato. Se dispositivi simili devono essere posizionati ordinatamente e nella stessa direzione, non messi insieme casualmente.

3. Layout PCB

Assicurarsi che il layout dello schema schematico prima che la precisione di questo sia essenziale! Dopo il completamento dello schema schematico, è necessario controllare che la rete elettrica, la rete di terra, ecc. sia corretta.

Il layout deve prestare attenzione al posizionamento del livello del dispositivo (soprattutto plug-in, ecc.) e al posizionamento del dispositivo (inserimento diretto orizzontale o verticale) per garantire la fattibilità e la convenienza dell'installazione.

Posizionare i dispositivi sulla scheda per il layout. A questo punto, se tutte le preparazioni di cui sopra sono state completate, la netlist può essere generata sullo schema (Design->Create Netlist) e quindi importata sul PCB (Design->Load Nets). A questo punto, è possibile vedere la pila completa di dispositivi, e tra i pin hanno una connessione a punta di filo volante, seguita dal layout del dispositivo.

La struttura deve seguire i seguenti principi:

Determinare il livello di posizionamento del dispositivo: di solito, i dispositivi SMD devono essere posizionati sullo stesso lato e i dispositivi plug-in devono essere determinati caso per caso. Secondo la ragionevole divisione delle proprietà elettriche, generalmente suddivise in aree del circuito digitale (suscettibili alle interferenze, generazione di interferenze), aree del circuito analogico (suscettibili alle interferenze), aree alimentate da energia (fonti di interferenza). Posizionare circuiti con la stessa funzione il più vicino possibile e regolare i componenti per garantire la connessione più semplice; Allo stesso tempo, regolare la posizione relativa tra i blocchi funzionali per rendere la connessione più concisa tra i blocchi funzionali. Per i dispositivi con requisiti di alta qualità, considerare la loro posizione di montaggio e resistenza di montaggio; i componenti generatori di calore devono essere collocati separatamente dai componenti sensibili alla temperatura e, se necessario, devono essere prese in considerazione misure di convezione termica. I generatori di orologi (come cristalli o orologi) devono essere posizionati il più vicino possibile al dispositivo utilizzando l'orologio. Il layout dovrebbe essere equilibrato e sparso, evitando top-heavy o unilaterale.

4.Cablaggio

Il cablaggio è la parte più critica della progettazione PCB, influenzerà direttamente le prestazioni del PCB.

Nel processo di progettazione PCB, il cablaggio è solitamente diviso in tre livelli. Il primo è il collegamento, che è il requisito di base della progettazione PCB. Se le linee non sono pavimentate e ci sono fili volanti ovunque, allora questo sarà un bordo scadente, e si può dire che il design non è ancora iniziato. Il secondo è soddisfare le prestazioni elettriche, che è un indicatore importante se la scheda PCB è qualificata o meno. Dopo il collegamento, il cablaggio deve essere accuratamente regolato per ottenere le migliori prestazioni elettriche, tenendo conto dell'estetica. Se il cablaggio, anche se collegato correttamente, è disordinato e colorato, anche se le prestazioni elettriche sono buone, agli occhi degli altri è una scheda di scarsa qualità. Questo comporta grandi inconvenienti per il test e la manutenzione. Il cablaggio dovrebbe essere ordinato e uniforme, non ingombro. Tali obiettivi devono essere raggiunti garantendo le prestazioni elettriche e soddisfacendo altri requisiti individuali.

I seguenti principi devono essere seguiti per il cablaggio:

Normalmente, i cavi di alimentazione e terra dovrebbero essere instradati prima per garantire le prestazioni elettriche della scheda. In queste condizioni, cercare di allargare il più possibile la potenza e la larghezza del filo di terra. Le linee di terra sono più larghe delle linee elettriche. La loro relazione è: terra > potenza > linee di segnale. Solitamente la larghezza della linea del segnale è 0.2~0.3mm e la larghezza più sottile può essere 0.05~0.07mm; la linea elettrica è solitamente 1.2 ~ 2.5mm. Per i PCB a circuito digitale, un'ampia linea di terra può essere utilizzata per formare un loop al fine di formare una rete di messa a terra (la messa a terra per i circuiti analogici non può essere utilizzata in questo modo).

Il pretrattamento di linee impegnative (ad esempio linee ad alta frequenza), i bordi degli ingressi e delle uscite dovrebbero essere evitati parallelamente, per evitare interferenze riflettenti. Se necessario, è possibile aggiungere un filo di terra e due strati adiacenti di cablaggio dovrebbero essere perpendicolari l'uno all'altro, poiché il cablaggio parallelo è soggetto all'accoppiamento parassitario. La cassa dell'oscillatore è messa a terra e il cavo dell'orologio dovrebbe essere il più corto possibile e non condotto a lungo a volontà. Sotto il circuito di oscillazione dell'orologio e la parte speciale del circuito logico ad alta velocità, dovrebbe aumentare l'area di messa a terra, non dovrebbe andare ad altre linee di segnale, al fine di rendere il campo elettrico circostante tende a zero. Provare ad utilizzare linee piegate a 45°, evitare l'uso di linee piegate a 90° per ridurre la radiazione dei segnali ad alta frequenza (per linee impegnative può essere utilizzato doppio arco).

Evitare loop su qualsiasi linea di segnale, se inevitabile, i loop dovrebbero essere il più piccolo possibile; il numero di sovrafori nelle linee di segnale deve essere il più piccolo possibile. Le linee critiche devono essere il più corte e spesse possibile e protette su entrambi i lati. Quando si trasmettono segnali sensibili e segnali di campo rumorosi su cavi piatti, dovrebbero essere estratti per mezzo di €˜segnale di terra-terra €*. Riserva punti di prova per segnali critici per test di messa in servizio, produzione e manutenzione. Dopo aver completato il cablaggio schematico, il cablaggio dovrebbe essere ottimizzato. Allo stesso tempo, dopo che il controllo iniziale della rete e il controllo RDC sono corretti, eseguire la messa a terra delle aree non cablate e utilizzare un grande strato di rame come terra per collegare le aree inutilizzate del circuito stampato al suolo, o fare una scheda multistrato in modo che l'alimentazione e il terreno occupino ciascuno uno strato.

5.Aggiungere lacrime

Le lacerazioni sono connessioni simili a goccia tra pad e fili o tra fili e fori passanti. Lo scopo di impostare una goccia di strappo è quello di impedire che il punto di contatto tra pad e fili o fili e fori passanti si scollegano quando la scheda è sottoposta a una grande forza esterna. Inoltre, l'impostazione della goccia lacrimale può anche rendere il circuito stampato PCB più bello. Nella progettazione di circuiti stampati, al fine di rendere i cuscinetti più solidi, per evitare rotture tra i cuscinetti e i conduttori nella produzione di schede meccaniche, tra i cuscinetti e i conduttori sono solitamente impostati tra la striscia di transizione pellicola di rame, la cui forma è simile a una goccia di strappo, ed è quindi spesso indicata come goccia di strappo.

6.Ispezione e verifica

Primo controllo Keepout strato, strato superiore, strato inferiore, serigrafia superiore e serigrafia inferiore. Poi vengono controllate le regole elettriche: controllo dei fori passanti (non sono ammessi 0 fori passanti; larghezza della linea di confine è 0,8), netlist disconnesse, spaziatura minima (10 mil) e cortocircuiti (analizzando ogni parametro uno per uno). Successivamente controllare le linee di alimentazione e di massa per eventuali interferenze (i condensatori del filtro dovrebbero essere vicini al chip). Dopo aver completato il progetto PCB, la netlist viene ricaricata per verificare che non sia stata modificata e per garantire che la scheda funzioni correttamente. Infine, controllare il cablaggio dei dispositivi principali per garantire la precisione.

La progettazione PCB è il cuore dell'innovazione elettronica dei prodotti, l'ottimizzazione continua del processo di progettazione e l'applicazione della tecnologia miglioreranno notevolmente la competitività dei prodotti, portando l'industria elettronica a una nuova altezza.