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PCB技術

PCB技術 - PCBを作るための基本的な技術とスキル

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PCB技術 - PCBを作るための基本的な技術とスキル

PCBを作るための基本的な技術とスキル

2021-08-17
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Author:ipcb

1.回路基板設計の前期作業


1.回路図設計ツールを使用して回路図を描画し、対応するネットワークテーブルを生成します。もちろん、いくつかの特殊な場合、例えば回路基板は比較的簡単で、すでにネットワークテーブルなどがあり、設計原理図を必要とせず、直接PCB設計システムに入る。PCB設計システムでは、部品とパッケージを直接使用することができます。ネットワークテーブルを生成します。


2.ネットワークテーブルを手動で変更します。回路図にないパッドを定義します。たとえば、コンポーネントの一部が接続されているネットワークへの固定ピンなどです。物理的な接続がない場合は、接地または保護接地として定義できます。回路図とPCBパッケージライブラリのピン名が一致しないデバイスのピン名を、特にダイオードとトランジスタのPCBパッケージライブラリのピン名と一致するように変更します。


2.独自に定義した非標準デバイスのパッケージライブラリを描画する


自分で作成したPCBライブラリ専用設計ファイルに、自分で作成したすべての部品を入れることをお勧めします。


三、PCB設計環境を構築し、中空のプリント基板などを描画する。


1.PCBシステムに入ってからの最初のステップは、グリッドサイズとタイプ、カーソルタイプ、レイアウトパラメータ、配線パラメータなどを設定するPCB設計環境を設定することです。ほとんどのパラメータはシステムのデフォルト値を使用することができ、これらのパラメータは設定後に個人の習慣に合わせて、後で修正する必要はありません。


2.計画回路基板は主に回路基板のサイズなどを含む回路基板のフレームを決定する。固定穴を置く必要がある場所に適切なサイズのガスケットを置く。3 mmのネジには、6.5 ~ 8 mm外径と3.2 ~ 3.5 mm内径のガスケットを使用することができる。標準ボードの場合は、他のボードまたはPCBボードからインポートできます。


注意:回路基板の境界を描く前に、現在のレイヤーを「使用禁止」レイヤーに設定する必要があります。つまり、配線レイヤーの使用を禁止します。


4.使用するPCBライブラリファイルをすべて開いたら、ネットシートファイルをインポートし、部品パッケージを修正します


このステップは非常に重要な部分です。ネット時計はPCB自動配線の魂であり、原理図設計とプリント基板設計のインタフェースでもある。回路基板を配線するには、ネットワークテーブルをロードした後だけです。


シナリオ設計の過程で、ERC検査は部品の包装に関連しない。そのため、原理図を設計する際に、部品の包装を忘れてしまう可能性があります。メッシュテーブルを導入する際には、設計状況に応じて部品の包装を修正または補充することができます。


もちろん、PCBで直接手動でネットリストを生成し、部品パッケージを指定することができます。


第五に、部品レイアウトの位置パッケージ、部品レイアウトとも呼ばれる


Protel 99は、自動レイアウトまたは手動レイアウトを行うことができます。自動レイアウトの場合は、ツールの下で自動配置を実行します。あなたはこの命令に忍耐力が必要です。配線の鍵はレイアウトであり、ほとんどのデザイナーは手動レイアウトを使用しています。マウスを使用してコンポーネントを選択し、マウスの左ボタンを押したままコンポーネントをターゲット位置にドラッグし、マウスの左ボタンを放してコンポーネントを固定します。Protel 99は、レイアウトに新しいスキルを追加しました。新しいインタラクティブレイアウトオプションには、自動選択と自動位置合わせが含まれます。自動選択方法を使用すると、同様のパッケージコンポーネントをすばやく収集し、回転、展開、グループ化してから、それらをボード上の必要な位置に移動できます。簡単なレイアウトが完了したら、自動位置合わせを使用して、同じようなコンポーネントのセットを整然と展開または収縮することができます。


ヒント:自動選択中に、Shift+XまたはYとCtrl+XまたはYを使用して、選択したコンポーネントのX方向とY方向を展開および縮小します。


注意:部品の配置は機械構造の放熱、電磁干渉と将来の配線の利便性などの面から総合的に考慮しなければならない。まず機械寸法に関連する設備を配置し、これらの設備をロックし、それから大きい占有設備と回路のコア部品、それから周辺の小さな部品である。


6.状況に応じて適切に調整し、すべてのデバイスをロックする


ボードスペースが許可されている場合は、ボード上に実験ボードに似た配線領域を置くことができます。大型板材の場合は、中央に固定ねじ穴をさらに増やす必要があります。プレートには重い部品や大きなコネクタがあり、他の力を受ける部品もネジ穴を固定しなければならない。必要に応じて、いくつかのテストマットを適切な位置に置くことができます。それらを模式図に追加することが望ましい。小さすぎるパッドビアの寸法を増やし、すべての固定ねじ穴パッドを接地または接地を保護するネットワークを定義します。


放置後、VIEW 3 D機能を使用して実際の効果をチェックして保存します。


七、配線規則の設定


ルーティング規則は、ルーティングを設定するためのさまざまな仕様(使用レベル、各グループの線幅、ビアの間隔、ルーティングのトポロジなどの規則であり、これらの規則はデザイン規則メニューを通じて他のボードからエクスポートし、そのボードにインポートすることができます。)この手順は毎回設定する必要はなく、個人の習慣に応じて設定することができます。


設計規則を選択するには、通常次の点をリセットする必要があります。


1.安全距離(ルーティングラベルのギャップ制約)


それは、プレート上の異なるネットワークのトレースパッドの穴を通る間に保持しなければならない距離を規定しています。一般的には、プレートは0.254 mm、空プレートは0.3 mm、密度の高い配線板は0.2-0.22 mmに設定することができます。ごく少数の印刷板メーカーの生産能力は0.1 ~ 0.15 mmである。この値は、同意を得て設定できます。0.1ミリ以下は絶対禁止です。


2.配線層と方向(「配線」タブの「配線層」)


ここでは、使用する配線レイヤーと各レイヤーの主な配線方向を設定できます。パッチの単板は最上部のみを使用し、直列単板は最下層のみを使用しますが、ここには多層板の電源層が設定されていません(「設計層スタックマネージャ」で最上位または最下層をクリックし、「平面を追加」を使用して左マウスボタンをダブルクリックして設定し、レイヤをクリックして「削除」を使用して削除できます)。ここには機械層が設定されていません(「設計機械層」で使用する機械層を選択し、単層表示モードで表示するかどうか、単層表示モードで表示するかどうかに基づいて使用可能かを選択できます)。


機械層1は、通常、パネルのフレームに用いられる。

機械層3は、通常、プロットボード上のロッドなどの機械構造部品に使用されます。

機械レイヤ4は通常、ルーラーや注釈などを描画するために使用されます。PCBウィザードを使用してPCAT構造ボードを独自にエクスポートできます。


3.ビア形状(ルーティングラベルのルーティングビアスタイル)


それは手動と自動配線の過程で自動的に生成されるビアの内径と外径を規定し、最小値、最大値と優先値に分けられ、その中で優先値は最も重要で、以下同じである。


4.線形幅(「線形」タブの幅拘束)


手動および自動ルーティング中のトレース幅を指定します。ボード全体のプリファレンスは通常0.2~0.6 mmで、アース線、+5ボルト電源線、AC電源入力線、電源出力線、電源グループの待機など、ネットワークやネットワークタイプの線幅設定が追加されています。ネットワークグループは、Design Network Table Managerで事前に定義できます。アース線の幅は一般的に1 mmであり、各種電力ケーブルの幅は一般的に0.5-1 mmの間である。線路幅とプリント基板上の電流との関係は、線路幅1ミリ当たり約1である。アンペアの電流については、関連情報を参照してください。導線直径の優先値が大きすぎてSMDパッドが自動配線を通れなくなった場合、SMDパッドに入ると、プレートがプレート全体のものである最小幅とパッド幅の間のトレースに自動的に収縮します。プレートの線幅拘束は、ネットワークとネットワークグループの線幅拘束条件を最初に満たす最小優先度を持ちます。


5.銅結合形状の設定(製造タブの多角形結合スタイル)


アンロード接続のワイヤ幅を45度または90度で0.3~0.5 mmの4本のワイヤに使用することをお勧めします。


残りのアイテムは通常、元のデフォルト値を使用でき、必要に応じて配線のトポロジ、電源層の間隔、接続形状に一致するネットワーク長などのアイテムを設定できます。


[ツール](Tools)[基本設定](Preferences)を選択し、[オプション](Options)列で、異なるネットワークのルーティングに遭遇した場合に別のルーティングをプッシュし、障害物が通過することを無視し、障害物がブロックされることを避けるために障害物を無視するモードを選択し、[自動除去](Auto Remove)[冗長トラックを削除](Delete Redundancy Track)を選択します。[既定値](Default)列の[トラック](Track)と[オーバホール](Over Holes)も変更できます。一般的には、移動する必要はありません。


FILL充填層をヒートシンクの下の配線層や横になっている2針の結晶発振器などの配線が不要な領域に配置し、FILLを上部または下部の半田の対応する位置に配置して半田めっきを行う。


配線規則の設定もプリント基板設計の鍵の一つであり、豊富な実践経験が必要である。

ATL

8.自動配線と手動調整


1.メニュー・コマンド「自動ルーティング/設定」をクリックして自動ルーティング機能を設定する


「テストポイントを追加」以外のすべての項目、特に「すべての事前ルーティングをロック」オプションを選択し、「ルーティンググリッド」オプションは1 milです。自動結線を開始する前に、PROTELは推奨値を提供します。無視するか、推奨値に変更できます。値が小さいほど、プレートは100%分布しやすくなりますが、配線が困難になるほど、所要時間も多くなります。


2.メニュー・コマンド「自動ルーティング/すべて」をクリックして自動ルーティングを開始


完全にルーティングできない場合は、手動で完了するか、UNDO 1回(UNDO allルーティング機能を使用しないでください。すべてのプリルーティングとアイドルパッド、ビアを削除します)、レイアウトまたはルーティング規則を調整し、再ルーティングします。完了後、DRCを実行し、エラーを修正します。レイアウトとルーティング中に、回路図にエラーが見つかった場合は、回路図とネットワークテーブルをタイムリーに更新し、手動でネットワークテーブルを変更し(最初の手順と同じ)、配備前にネットワークテーブルを再インストールしてください。


3.配線の初期手動調整


厚くする必要があるアース線、電源線、電源出力線などは厚くなり、あまりにも多くの配線を再配線して、不要な穴を取り除く必要があります。VIEW 3 D機能を再利用すると、実際の効果を見ることができます。手動調整では、[ツール](Tools)[密度マップ](Density Map)を選択して配線密度を表示できます。赤は最も密集していて、黄色は2番目で、緑は緩んでいます。読み終わったら、キーボードの終了キーを押して画面をリフレッシュできます。赤の部分は通常、黄色または緑になるまで緩やかに調整しなければなりません。


9.単層表示モードに切り替える(メニューコマンド「ツール/プリファレンス」をクリックし、ダイアログボックスの「表示」列で「単層モード」を選択)


各配線層の電線をきれいに引く。手動調整中は、一部のワイヤが切断されることがあるため、切断された場所からいくつかのワイヤを歩くことがあるので、常にDRCを実行する必要があります。ほとんど完成したら、配線を交換するときに参照するために、配線層ごとに個別に印刷することができます。、また、3 D表示や密度マップ機能を使用してチェックすることもよくあります。


最後に、単層表示モードをキャンセルして保存します。


10.デバイスに再注釈が必要な場合は、メニューコマンド「ツール/再注釈」をクリックして方向を選択し、「OK」ボタンを押します。


回路図に戻り、「ツール」「コメントを戻す」を選択し、新しく生成された*を選択します。WASファイルを開き、「OK」ボタンを押します。見栄えをよくするために、イメージ図のラベルの一部を再度ドラッグ&ドロップします。すべての調整が完了し、DRCを通過したら、スクリーンレイヤー上のすべての文字を適切な位置にドラッグ&ドロップします。


文字はアセンブリの下やビアパッドの上に置くべきではありません。大きすぎる文字を適切に減らし、必要に応じてDrillDrawingレイヤー上に座標(位置座標)とサイズ(位置寸法)を配置することができます。


最後に、印刷版名、設計版番号、会社名、ファイルの最初の処理日、印刷版ファイルの名前、ファイルの処理番号などの情報を置きます(手順5の図を参照してください)。BMP 2 PCBなどのグラフィックスや中国語のコメントを追加するには、サードパーティ製プログラムを使用します。EXEとFONT。宏石公司ROTEL 99とPROTEL 99 SE専用PCB漢字入力パッケージのEXE。


11.すべてのビアとパッドに涙の滴を充填する


涙の玉を充填することで堅牢性を高めることができますが、板の線をより醜くすることができます。キーボードのSキーとAキー(すべて選択)を押し、「ツール」「Teardrops」を選択し、「一般」列で最初の3つを選択し、「追加」と「トレースモード」を選択します。最終ファイルをPROTEL DOS形式ファイルに変換する必要がない場合。必要に応じて、他のモードを使用して「OK」ボタンを押すこともできます。終了したら、キーボードXとAキーの順番を押します(すべて選択されていません)。パッチと個別のパネルに追加する必要があります。


12.銅被覆領域を配置する


設計規則の安全距離を一時的に0.5~1 mmに変更し、エラーフラグをクリアします。「ポリゴン平面を配置」を選択して、アースネットワークの銅キャストを各配線層に配置します(アークではなく八角形を使用してパッドをラップするようにします。最後にDOS形式のファイルに変換する場合は、八角形を選択する必要があります)。次の図は、トップレベルに銅キャストを設定する例です。


設定が完了したら、再度[OK]を押して銅被覆領域の境界を描画します。最後の面は塗装されていないままにして、マウスの右ボタンを押すだけで銅めっきを開始できます。既定では、始点と終点は常に直線で接続されています。回路周波数が高い場合、オプションのグリッドサイズはトラック幅より大きく、グリッド線は上書きされます。


それに応じて残りの配線層の銅キャストを配置し、ある層に銅キャストがない大面積領域を観察し、銅キャストがある別の層に穴を配置し、銅キャスト領域の任意の点をダブルクリックして銅キャストを選択し、直接「OK」をクリックし、「Yes」をクリックして銅キャストを更新します。各銅被覆層が充填されるまで、いくつかの銅被覆層を何度か繰り返した。設計規則のセキュリティギャップを元の値に戻します。


14.最後にもう一度DRCをする


ギャップ制約の最大幅/最小幅制約の短絡制約と非ルーティングネットワーク制約を選択し、Run DRCボタンを押してすべてのエラーを修正します。すべて正常に保存されます。


14.PROTEL 99 SEフォーマット(PCB 4.0)処理をサポートする製造業者には、このファイルを*としてエクスポートできます。ドキュメントディレクトリを表示するときのPCBファイル、PROTEL 99フォーマット(PCB 3.0)処理をサポートする製造元では、ファイルSave as PCB 3.0バイナリファイルをエクスポートしてDRCすることができます。合格したら終了し、保存しません。ドキュメントディレクトリを表示する場合は、このファイルを*としてエクスポートします。PCBファイル。現在、多くのメーカーはDOSの下でPROTEL AUTOTRAXが描画した回路基板を作成するしかないため、DOSバージョンのPCBファイルを生成するには次の手順が必要です。


1.すべてのmechanicalレイヤーの内容をmechanicalレイヤー1に変更し、ネットテーブルを*としてエクスポートします。NETファイルであり、このPCBファイルを表示するときにPCBをPROTEL PCB 2.8 ASCIIファイル形式*としてエクスポートします。PCBファイル。


2.PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8を使用してPCBファイルを開き、File(ファイル)メニューからSave As(別名保存)を選択し、DOSで開くことができるファイルとして保存するためにAutotrax format(Autotraxフォーマット)を選択します。


3.DOSでPROTEL AUTOTRAXを使用してファイルを開きます。1つの文字列はドラッグ&ドロップまたはサイズ変更が必要な場合があります。上下に配置された2本のSMDコンポーネントはすべてX-Yサイズのパッド交換を行い、1つずつ調整することができます。大型4列SMD ICでは、すべてのパッドX-Yも交換されます。自動調整は半分だけ手動で行うことができます。いつでも保存してください。この過程で人為的なミスが起こりやすい。PROTEL DOSバージョンにはUNDO機能はありません。銅を着用し、アークを使用してパッドを包むことを選択すると、すべてのネットワークは基本的に接続されます。これらのアークを手で次々と削除したり修正したりするのは非常に疲れるので、八角形を使ってパッドを包まなければならないことをお勧めします。これらのすべての操作が完了したら、以前にエクスポートしたネットワークテーブルをDRCルーティングの分離設定として使用します。これらの値はWINDOWSバージョンの値より小さくなければなりません。エラーが発生した場合は、すべてのDRCを通過するまで修正してください。


GERBERとドリルファイルを直接生成し、製造元に提出してFile CAM Managerを選択し、Next>を押して6つのオプションを表示することもできます。Bomはコンポーネントリスト、DRCは設計規則チェックレポート、GerberはGerberファイル、NC Drillはドリルファイル、Pick Placeはファイルの自動ピックと配置、Test Pointsはテストポイントレポートです。Gerberを選択したら、プロンプトに従ってステップアップします。製造工程能力に関連するパラメータのいくつかは、印刷板製造業者が提供する必要がある。「完了」を押すまで。生成されたGerber Output 1を右クリックし、Insert NC Drillを選択してドリルファイルを追加し、右ボタンをクリックしてGenerate CAM Filesを選択して真の出力ファイルを生成します。gerberファイルは、検証のためにCAM 350を使用してエクスポートして開くことができる。パワープレーンは負の出力であることに注意してください。


15.加工工場への電子メールまたはコピーの送信


板の材料と厚さ(一般板を作る時、厚さは1.6 mmで、超大板は2 mmで、無線周波数マイクロストリップ板などは一般的に0.8-1 mmぐらいで、板の誘電率などの指標を提供すべき)、数量を明記し、加工時に特に注意すべきである。電子メール送信後2時間以内に製造元に電話し、電子メールが受信されたかどうかを確認します。


16.BOMファイルを生成し、社内で定められたフォーマットにエクスポートして編集します。


十七、ラックねじ穴接続部品などのシャーシ機械加工に関する部品(つまり、他の関係ない部品は先に選択してから削除する)


メートル法サイズのAutoCAD R 14のDWG形式ファイルをmechanicalデザイナに出力します。


21さまざまなファイルを整理して印刷します。


部品リスト、部品組立図(印刷割合を明記すべき)、設置配線説明など。