電子設計 - PCB設計に必要な知識

どのような知識が必要です PCB設計?

PCB設計技術者は、電気的理論、部品性能、デジタル回路、アナログ回路、PCBA処理技術、DFM製造可能性理論、溶接実行操作、概略図、レイアウト、マイクロコントローラプログラムロジック、基本原理などを網羅し、幅広い知識体系を習得する必要がある。

1. 設計された回路システムがFPGAデバイスを含むなら, Quartertus IIソフトウェアは、回路図を描く前にピン割り当てを確認するために使用しなければなりません. (( FPGAの特別なピンは普通のIOとして使えない)).

( 2 ). The 4層板 上から下へ, グラウンド, パワー, シグナルプレーン層上から下までの6層ボードは, グラウンド, 信号内部電気層, 信号内部電気層, 電力および信号面層. For 板s with 6 layers or more (the advantage is: anti-interference radiation), 内部電気層配線は好ましい, そして、平面層は行かない. It is forbidden to wire from the ground or power layer (reason: the power layer will be divided, resulting in parasitic effects).

マルチ電源システムの配線：FPGA＋DSPシステムが6層基板であれば、少なくとも3.3 V＋1.2 V＋1.8 V＋5 Vとなる。

3.3 Vは一般的に主電源であり、電力層は直接に敷設されており、ビアを通して世界的な電力網をルーティングするのは容易である

5 Vは一般に電力入力であり、銅の小さな領域のみが必要である。そして、できるだけ厚くしてください。

1.2 Vと1.8 Vは、コア電源（あなたが直接ワイヤー接続方法を使用するならば、あなたはBGA装置に直面するとき、大きな困難に遭遇します）。レイアウト中に1.2 Vと1.8 Vを分離して、1.2 Vまたは1.8 Vを接続して、コンポーネントをコンパクトな領域に配置し、銅で接続します

要するに, 電源網が全体に広がるから PCB, それがルーティングされるならば、それは非常に複雑で、長く行きます. 銅を敷く方法は良い選択である!

隣接する層間の配線は、平行配線間の電磁干渉を低減し、配線を容易にすることができる。

アナログとデジタルの分離のための分離方法は何ですか？レイアウトの間、デジタル信号のために使われるそれらからアナログ信号のために使われるデバイスを切り離してください、そして、板の向こう側に広告チップを横切って切ってください！

アナログ信号はアナロググランドで配置され、アナロググランド／アナログ電源およびデジタル電源はインダクタ／磁気ビードを介して単一の点に接続される。

6. PCB設計 に基づいて PCB設計 ソフトウェアは、ソフトウェア開発プロセス. ソフトウェア工学は、「反復開発」の概念に最も注意を払います PCB エラー.

（1）回路図を確認し、装置の電源と接地に特別の注意を払う（電源とグランドはシステムの血液であり、過失はない）。

（2）PCBパッケージの描画（回路図のピンが間違っているかを確認する）。

( 3 ) PCBパッケージサイズを確認した後、検証ラベルを追加し、このデザインのパッケージライブラリに追加します。

（4）ネットリストをインポートし、レイアウト中に信号系列を調整します（レイアウト後にORCADコンポーネントの自動番号付け機能は使用できません）。

特定の設計プロセスでは、マスターする必要がある基本的な知識には以下が含まれます。

予備準備

コンポーネントライブラリの作成と概略図を含む。PCB設計を進める前に、まず回路図コンポーネントライブラリとPCBコンポーネントパッケージライブラリを準備しなければなりません。

PCBコンポーネントパッケージライブラリは、選択したデバイスの標準サイズデータに基づいて、エンジニアによって確立されます。原則として、まずPCコンポーネントパッケージライブラリを確立し、SCHコンポーネントライブラリを確立する。

PCBコンポーネントパッケージライブラリの要件は、PCBのインストールに直接影響を与えるShiftコンポーネントライブラリの要件は比較的緩やかですが、PIN属性とPCBコンポーネントパッケージライブラリとの対応関係を定義するために注意してください。

PCB構造設計

決定された回路基板サイズおよび様々な機械的位置決めに従って、PCB設計環境にPCBフレームを描画し、位置決め要求に従って必要なコネクタ、ボタン／スイッチ、ネジ穴、アセンブリホール等を配置する。

配線領域と非配線領域を完全に考慮して決定する（例えば、ネジ穴の周囲の面積が非配線領域に属する）。

PCBレイアウト設計

レイアウト設計は、設計要件に従って部品をPCBフレームに配置することである。回路図ツールのNetList（デザインCreateNList）を生成し、PCBソフトウェアでネットリスト（デザインインポートネットリスト）をインポートします。ネットリストが正常にインポートされた後、それはソフトウェアの背景に存在します。配置操作により、全てのデバイスを呼出すことができ、ピン間のフライングラインプロンプト接続がある。このとき、デバイスのレイアウト設計を行うことができる。

PCBレイアウト設計は、PCB設計プロセス全体の最初の重要なプロセスです。PCBボードをより複雑にすると、レイアウトが後の配線の難しさに直接影響する。

レイアウト設計は、回路基板設計者の基本的な回路知識と豊富な設計経験に依存する。基本的な回路基板設計者はほとんど経験がなくて、より小さな全体の板の難しさで小さなモジュールレイアウト設計またはPCBレイアウト設計作業に適しています。

PCB配線設計

PCBレイアウト設計はPCB基板の性能に直接影響するPCBデザイン全体で最大の負荷を持つプロセスです。

PCB設計プロセスにおいて、配線は一般に3つの領域を有する。

最初の配布は、PCB設計のための最も基本的なエントリ要件です

第2は、PCBボードが適格かどうかを測定する標準である電気性能の満足である。配線が配置された後、慎重に、最良の電気的性能を達成するために配線を調整する；

第三に、きちんとした、美しい、カオス的な配線、電気的な性能を通過しても、ボードの最適化とテストとメンテナンスの後の変更に大きな不便を引き起こすでしょう。配線の要件はきちんとしていて、均一です、そして、彼らはcrisscrossedされて、無秩序であることができません。

配線最適化とシルクスクリーン配置

PCB設計はハードウェアのすべての面の設計要件を実現する必要があり、個々の要件は互いに矛盾している可能性があるため、主にPCB設計は欠陥ではない。熊の足には両方がない。

例えば、PCB設計プロジェクトは、回路基板設計者による評価の後、6層ボードとして設計される必要があるが、製品ハードウェアはコスト考慮のために4層板として設計されなければならないので、信号遮蔽接地層は犠牲になるだけであり、隣接する配線において層間の信号クロストークが増加し、信号品質が低下する。

一般的な設計経験は：配線を最適化する時間は、第1の配線の2倍の時間である。PCBレイアウト最適化が完了した後に、後処理が必要です。最初にすることは、PCB表面のシルクスクリーンロゴです。一番下のシルクスクリーン文字は、トップシルクスクリーンとの混乱を避けるためにデザイン中にミラーリングする必要があります。

ネットワークDRC検査及び構造検査

品質管理は、PCB設計プロセスの重要な部分です。一般的な品質管理方法が含まれます：デザイン自己点検、デザインの相互点検、専門家の審査会、特別な検査など。

回路図と構造要素図は最も基本的な設計要件です。ネットワークDRC検査と構造検査は、PCB設計が概略ネットリストと構造要素図の2つの入力条件を満たすことを確認することです。

一般的に、回路基板設計者は自身の蓄積された設計品質チェックチェックリストを持っています。そこではエントリは会社または部門の仕様から部分的に来ます、そして、他の部分は彼ら自身の経験概要から来ます。特別点検は、デザインの勇気検査とDFM検査を含みます。これらの2つの部分は、PCB設計とバックエンド処理ガーバーファイルに焦点を当てる。

PCBシステムボード

PCBが正式に処理され製造される前に、回路基板設計者は、PCBボード処理に関する製造者の確認質問に答えるためにPCB供給元のPEと通信する必要がある。

これには、に限定されません PCBボードmodel, 回路層の線幅と線間隔の調整, インピーダンス制御調整, 調整 PCB 厚膜厚, 表面 treatment プロセスing technology, 開口許容度制御と納品基準, etc.