Rancangan Elektronik - Penjelasan proses desain PCB dan produksi papan PCB

Analisis penuh rancangan PCB: dari persiapan maklumat hingga pemeriksaan kabel proses kelelahan

Maklumat kunci yang diperlukan untuk desain PCB:

Skema: dokumen elektronik terperinci yang menghasilkan senarai rangkaian yang tepat.

Dimensi mekanik: Dilabel dengan jelas dengan orientasi khusus dan pengenalan arah peranti posisi, serta kawasan had tinggi khusus.

BOM List: Verifies and checks the packaging information of the device on the schematic.

Arahan Kawalan: Perintah khusus terperinci untuk isyarat tertentu, serta kriteria desain seperti impedance dan lamination.

Langkah utama desain PCB:

1.Pre-Preparation

Persiapan perpustakaan komponen dan skema: Seperti yang dikatakan, untuk melakukan kerja yang baik, and a mesti pertama-tama gunakan alat anda. Untuk mencipta papan sirkuit kualiti tinggi, selain prinsip desain, tetapi juga mesti dilukis dengan baik. Sebelum memulakan desain PCB, and a mesti pertama-tama sediakan perpustakaan komponen skematik (SCH) dan perpustakaan komponen PCB (ini adalah langkah kritik). Pustaka komponen boleh pilih Protel datang dengan perpustakaan, tetapi ia sering sukar untuk mencari persis yang betul, ia adalah terbaik untuk mencipta perpustakaan komponen mereka sendiri mengikut data saiz piawai peranti yang dipilih. Dalam prinsip, produksi pertama perpustakaan komponen PCB, dan kemudian produksi perpustakaan komponen SCH. Perperluan perpustakaan komponen PCB lebih tinggi, ia secara langsung mempengaruhi pemasangan papan sirkuit; Keperlukan perpustakaan komponen SCH relatif longgar, selama perhatian kepada definisi atribut pin dan komponen PCB boleh ditakrif dengan hubungan yang sepadan. Pada masa yang sama, perhatikan pins tersembunyi di perpustakaan piawai. Selepas selesai rancangan skematik, rancangan PCB boleh bermula.

Apabila membuat perpustakaan untuk diagram skematik, pastikan pins disambung dengan betul ke papan PCB output/input, dan pastikan dengan hati-hati fail perpustakaan.

Rancangan Struktur 2.PCB

Menurut dimensi papan yang ditentukan dan pelbagai posisi mekanik, lukiskan garis luar PCB dalam persekitaran reka PCB dan letakkan sambungan yang diperlukan, butang/tombol, paip digital, indikator, port input/output, dll., dan tetapkan lubang skru dan lubang pemasangan mengikut keperluan posisi. Dalam proses ini, kawasan wayar dan kawasan bukan wayar (cth., sekitar lubang skru adalah kawasan bukan wayar) sepatutnya dipertimbangkan dan ditentukan sepenuhnya. Perhatian istimewa patut diberikan kepada saiz sebenar peranti (kawasan dan tinggi yang sibuk), kedudukan relatif antara peranti (saiz ruang), dan aras yang mana peranti ditempatkan untuk memastikan prestasi elektrik papan sirkuit, kemudahan dan kesenangan produksi dan pemasangan. Di bawah premis untuk memastikan bahawa prinsip di atas boleh diselarang, peranti boleh disesuaikan untuk membuat bentangan lebih bersih. Jika peranti yang sama perlu ditempatkan dengan baik dan dalam arah yang sama, tidak secara rawak ditempatkan bersama-sama.

Bentangan 3.PCB

Pastikan bentangan diagram skematik sebelum ketepatan ini adalah penting! Selepas selesai diagram skematik, anda perlu periksa grid kuasa, rangkaian tanah, dll. betul.

Bentangan perlu memperhatikan kedudukan aras peranti (terutama pemalam, dll.) dan kedudukan peranti (penyisipan langsung mengufuk atau menegak) untuk memastikan kemudahan dan kesehatan pemasangan.

Letakkan peranti pada papan untuk bentangan. Pada titik ini, jika semua persiapan di atas telah selesai, senarai jaringan boleh dijana pada skema (Design->Cipta Senarai jaringan) dan kemudian diimport ke PCB (Design->Muat Rangkaian). Pada titik ini, anda boleh melihat tumpukan peranti lengkap, dan diantara pins mempunyai sambungan tip wayar terbang, diikuti oleh bentangan peranti.

Bentangan patut mengikut prinsip berikut:

Tentukan aras tempatan peranti: biasanya, peranti SMD patut ditempatkan pada sisi yang sama, dan peranti pemalam perlu ditentukan pada dasar kes-kes. Menurut pembahagian yang masuk akal ciri-ciri elektrik, secara umum dibahagi ke kawasan sirkuit digital (terdedah untuk gangguan, generasi gangguan), kawasan sirkuit analog (terdedah untuk gangguan), kawasan-kawasan kuasa (sumber gangguan). Letakkan sirkuit dengan fungsi yang sama sebanyak mungkin dan laraskan komponen untuk memastikan sambungan paling mudah; pada masa yang sama, menyesuaikan kedudukan relatif antara blok fungsional untuk membuat sambungan yang paling singkat antara blok fungsional. Untuk peranti dengan keperluan kualiti tinggi, pertimbangkan kedudukan pemasangan dan kekuatan pemasangan mereka; Komponen yang menghasilkan panas patut ditempatkan secara terpisah dari komponen sensitif suhu, dan tindakan konveksi panas patut dianggap jika perlu. Penjana jam (seperti kristal atau jam) sepatutnya ditempatkan sebanyak mungkin kepada peranti menggunakan jam. Bentangan seharusnya seimbang dan jarang, menghindari berat atas atau satu sisi.

4.Kabel

Kabel adalah bahagian yang paling kritik dalam rancangan PCB,akan mempengaruhi secara langsung prestasi PCB.

Dalam proses reka PCB, kabel biasanya dibahagi ke tiga tahap. Pertama adalah sambungan, yang merupakan keperluan asas desain PCB. Jika garis-garis tidak terbuka dan ada wayar terbang di mana-mana, maka ini akan menjadi papan bawah piawai, dan ia boleh dikatakan bahawa desain belum bermula. The second is to meet the electrical performance, which is an important indicator of whether the PCB board is qualified or not. Selepas sambungan, kawat perlu disesuaikan dengan berhati-hati untuk mencapai prestasi elektrik terbaik, sementara mempertimbangkan estetik. Jika kabel, walaupun disambung dengan betul, adalah berantakan dan berwarna, maka walaupun prestasi elektrik adalah baik, di mata orang lain adalah papan kualiti yang tidak baik. Ini membawa kesusahan besar untuk ujian dan penyelamatan. Kawalan sepatutnya bersih dan bahkan, tidak terperangkap. Ini mesti dicapai sambil memastikan prestasi elektrik dan memenuhi keperluan individu lain.

Prinsip berikut patut diikuti untuk kawat:

Biasanya, kawat kuasa dan bumi perlu dijalankan pertama untuk memastikan prestasi elektrik papan. Dalam keadaan ini, cuba untuk memperluas kuasa dan lebar wayar bumi sebanyak mungkin. Garis tanah lebih lebar daripada garis kuasa. Hubungan mereka adalah: ground > power > signal lines. Biasanya lebar garis isyarat adalah 0.2~0.3mm, dan lebar paling tipis boleh 0.05~0.07mm; garis kuasa biasanya 1.2~2.5 mm. Untuk PCB sirkuit digital, garis tanah luas boleh digunakan untuk membentuk loop untuk membentuk rangkaian grounding (grounding untuk sirkuit analog tidak boleh digunakan dengan cara ini).

Perjalanan awal bagi baris yang menuntut (cth. baris frekuensi tinggi), pinggir input dan output patut dihindari bersebelahan satu sama lain secara selari untuk menghindari gangguan reflektif. Jika diperlukan, kawat bumi boleh ditambah dan dua lapisan kawat bersebelahan seharusnya bertentangan satu sama lain, kerana kawat selari cenderung untuk menyambung parasit. Kasus oscillator ditanda, dan wayar jam sepatutnya pendek yang mungkin, dan tidak dipimpin panjang pada kehendak. Di bawah sirkuit oscilasi jam dan bahagian sirkuit logik kelajuan tinggi istimewa, seharusnya meningkatkan kawasan pendaratan, seharusnya tidak pergi ke garis isyarat lain, untuk membuat medan elektrik sekitar cenderung kepada sifar. Cuba guna 45 garis terlipat °, mengelakkan penggunaan 90 garis terlipat ° untuk mengurangkan radiasi isyarat frekuensi tinggi (untuk garis yang menuntut boleh digunakan lengkung ganda).

Hancurkan gelung pada mana-mana garis isyarat, jika tidak dapat dihindari, gelung sepatutnya sebanyak mungkin; bilangan lubang-lebih dalam garis isyarat sepatutnya sebanyak mungkin. Garis kritik sepatutnya pendek dan tebal yang mungkin dan dilindungi di kedua-dua sisi. Apabila menghantar isyarat sensitif dan isyarat medan bunyi melalui kabel rata, mereka sepatutnya dikekstrak melalui "tanah-isyarat-tanah". Simpan titik ujian untuk isyarat kritikal untuk pengujian pengurusan, produksi dan penyelamatan. Selepas selesai kawat skematik, kawat patut optimum. Pada masa yang sama, selepas pemeriksaan rangkaian awal dan pemeriksaan DRC adalah betul, lakukan pendaratan kawasan bukan-wayar dan gunakan lapisan tembaga besar sebagai tanah untuk menyambung kawasan tidak digunakan papan sirkuit cetak ke tanah, atau membuat papan berbilang lapisan supaya bekalan kuasa dan tanah masing-masing menguasai satu lapisan.

5.Menambah Teardrops

Teardrops adalah sambungan seperti jatuh antara pads dan wayar atau antara wayar dan lubang lead-through. Tujuan menetapkan titik air mata adalah untuk mencegah titik kenalan antara pads dan wayar atau wayar dan lubang-melalui daripada diputuskan apabila papan ditakdirkan kekuatan luaran yang besar. Selain itu, tetapan jatuh air mata juga boleh membuat papan sirkuit PCB kelihatan lebih cantik. Dalam rancangan papan sirkuit, untuk menjadikan pads lebih kuat, untuk mencegah pecahan antara pads dan konduktor dalam produksi papan mekanik, antara pads dan konduktor biasanya diatur antara filem tembaga garis transisi, bentuknya sama dengan titik air mata, dan sebab itu sering disebut sebagai titik air mata.

6.Pemeriksaan dan pengesahan

Periksa pertama lapisan Keepout, lapisan atas, lapisan bawah, skrin sutera atas dan skrin sutera bawah. Kemudian peraturan elektrik diperiksa: memeriksa melalui lubang (0 melalui lubang tidak dibenarkan; lebar garis sempadan ialah 0.8), senarai rangkaian terputus, jarak minimum (10 juta) dan sirkuit pendek (menganalisis setiap parameter satu per satu). Semak selanjutnya garis kuasa dan tanah untuk gangguan (kondensator penapis patut dekat dengan cip). Selepas selesai desain PCB, senarai rangkaian dimuatkan semula untuk semak sama ada ia belum diubahsuai dan untuk memastikan papan akan berfungsi dengan betul. Akhirnya, periksa kabel peranti inti untuk memastikan ketepatan.

Rancangan PCB adalah inti inovasi produk elektronik, optimasi terus menerus proses rancangan dan aplikasi teknologi akan meningkatkan kelayakan produk, membawa industri elektronik ke tinggi baru.