Дизайн PCB - Что такое PCB дизайн?

Плата относится к использованию программного обеспечения автоматизации электронного проектирования (EDA) для проектирования платы и проектирования макета печатной платы (PCB) и соединения схемы. Дизайн PCB в основном относится к дизайну макета, который должен учитывать макет внешнего соединения. Платы являются важной частью электроники и могут соединять электронные компоненты и передавать сигналы через провода.

Как сконструировать PCB?

Конструкция требует различных точечных настроек на разных этапах, на этапе компоновки можно использовать большие точки сетки для компоновки устройства; Для больших устройств, таких как IC и неуправляемые разъемы, для компоновки может быть выбрана точность сетки 50 - 100 плотных ушей, а для пассивных малых устройств, таких как резисторы, конденсаторы и индукторы, может быть использована точность решетки 25 - прецизионных ушей. Точность больших точек сетки способствует выравниванию оборудования и эстетике макета.

Правила расположения PCB

1) Как правило, все компоненты должны быть размещены на одной стороне монтажной платы. Только когда компоненты верхнего слоя слишком плотны, некоторые устройства с ограниченной высотой и низкой теплоотдачей, такие как резисторы чипа, конденсаторы чипа и чип IC, могут быть размещены на нижнем уровне.

2) В предпосылке обеспечения электрических свойств, компоненты должны быть размещены на сетке, расположены параллельно или вертикально друг с другом, аккуратно и красиво. Как правило, компоненты не допускают дублирования; Компоненты должны быть компактными, а компоненты должны быть равномерно распределены и плотно распределены по всей компоновке.

3) Минимальное расстояние между рисунками соседних сварных дисков различных компонентов на монтажной плате должно составлять не менее 1 мм.

4) Расстояние от края монтажной платы обычно не менее 2 мм. Оптимальная форма монтажной платы - прямоугольник с соотношением сторон 3: 2 или 4: 3. Когда размер платы превышает 200 мм × 150 мм, следует учитывать механическую прочность, которую может выдержать плата.

2.Методы компоновки PCB

В макете, разработанном PCB, необходимо проанализировать отдельные элементы платы и спроектировать макет в соответствии с их функциями. При размещении всех компонентов схемы должны соблюдаться следующие принципы:

1) Расположение каждого функционального элемента схемы организовано в соответствии с процессом схемы, чтобы макет облегчал поток сигнала и, насколько это возможно, поддерживал направление сигнала.

2) размещение, сосредоточенное на основных компонентах каждого функционального блока. Элементы должны быть равномерно, целостно и компактно размещены на PCB, минимизируя и сокращая провода и соединения между каждым элементом.

3) Для схем, работающих на высоких частотах, следует учитывать параметры распределения между компонентами. Как правило, схемы должны быть расположены максимально параллельно с компонентами, что не только красиво, но и легко собрать и сварить, что облегчает массовое производство.

3.Этапы проектирования PCB

Конструкция макета

В PCB специальные элементы относятся к ключевым элементам высокочастотной части, основным элементам в цепи, элементам, подверженным помехам, элементам высокого напряжения, элементам с высокой температурой и некоторым гетеросексуальным элементам. Местоположение этих специальных элементов требует тщательного анализа, а компоновка полосы должна соответствовать требованиям функциональности схемы и производственных потребностей. Их неправильное размещение может привести к проблемам совместимости цепей и целостности сигнала, что приведет к сбоям в проектировании PCB.

При проектировании того, как размещать специальные компоненты, первое, что нужно учитывать, - это размер PCB. Экспресс указывает, что, когда размер PCB слишком большой, печатная линия длинная, сопротивление увеличивается, устойчивость к сушке уменьшается, стоимость также увеличивается; Когда он слишком часовой, плохая теплоотдача, соседние линии уязвимы для помех. После определения размера PCB определяется квадратное положение специального элемента. Наконец, все компоненты схемы раскладываются в соответствии с функциональными ячейками.

Местоположение специальных деталей, как правило, должно соответствовать следующим принципам:

1) Минимизировать соединение между высокочастотными элементами, минимизировать параметры их распределения и электромагнитные помехи между ними. Уязвимые компоненты не должны быть слишком близки, а входы и выходы должны быть как можно дальше.

2) Некоторые компоненты или провода могут иметь высокую разность потенциалов, и их расстояние должно быть увеличено, чтобы избежать случайного короткого замыкания, вызванного разрядом. Компоненты высокого напряжения должны быть как можно дальше.

3) Компоненты весом более 15G могут быть закреплены кронштейном, а затем сварены. Тяжелые и горячие элементы должны быть помещены не на монтажную плату, а на нижнюю панель главного ящика и должны учитывать проблему охлаждения. Теплочувствительные элементы должны быть удалены от нагревательных элементов.

4) Для компоновки регулируемых компонентов, таких как потенциометры, регулируемые индуктивные катушки, переменные конденсаторы, микропереключатели и т.д., следует учитывать структурные требования всей платы. Если структура позволяет, некоторые часто используемые переключатели должны быть размещены там, где их легко трогать руками. Компоненты должны быть сбалансированы, плотность должна быть подходящей, не должны быть перегружены головой.

Порядок размещения

1) Поместите компоненты, которые тесно соответствуют структуре, такие как розетки питания, индикаторы, переключатели, соединители и так далее.

2) Поместить специальные компоненты, такие как большие компоненты, тяжелые компоненты, нагревательные компоненты, трансформаторы, IC и так далее.

3) Поместить виджеты.

Проверка макета

1) Соответствует ли размер платы размеру обработки, требуемому чертежами?

2) Сбалансирована ли компоновка компонентов, аккуратно устроена, макет достаточен?

3) Существуют ли конфликты на всех уровнях. Разумны ли компоненты, рамки и слои, требующие шелковой печати?

4) Являются ли часто используемые компоненты удобными в использовании? Такие, как переключатели, панели плагинов для вставки устройства, компоненты, которые необходимо часто заменять.

5) Является ли расстояние между термочувствительными и нагревательными элементами разумным?

6) Можно ли разогреть?

7) Нужно ли учитывать помехи линии?

Часто задаваемые вопросы при проектировании PCB

1.Размеры не совпадают

Одной из распространенных проблем является несоответствие размеров, что особенно важно при проектировании PCB, поскольку связано с подключением PCB к другим компонентам. Если размер неточен, это может привести к трудностям сварки, сбоям соединения и т. Д. Это серьезно повлияет на производительность и надежность PCB.

2. Нормативные вопросы проектирования

Нередкой проблемой является также несоответствие конструкции электрическим или механическим нормам. Дизайнеры должны убедиться, что все элементы конструкции (например, сварочные диски, отверстия, ширина выравнивания и интервал) соответствуют стандартам IPC, чтобы избежать последующих проблем с подключением и электрическими характеристиками.

3. Проблемы целостности сигнала и питания

Проблемы с целостностью сигнала и питания часто возникают с перерывами и их трудно распознать. Лучший способ - найти коренную причину проблемы и решить ее в процессе проектирования, а не пытаться решить проблему на более позднем этапе, что может привести к задержке производства.

Ненужные соединения и ошибки в проектировании слоев

Ненужные соединения на некоторых графических слоях могут привести к недоразумениям, особенно при проектировании многослойных панелей. Иногда платы, первоначально предназначенные для четырех слоев, ошибочно проектируются как пять или более слоев, что приводит к ошибкам в проектировании.

5. Проблема отверстий и прокладок

Неправильный выбор свойств отверстия в конструкции, например, выбор слепого погребения вместо сквозного отверстия, приведет к невозможности создания файла скважины, а в худшем случае к пропуску скважины, что повлияет на процесс изготовления ПХД. Кроме того, плохо спроектированный сварочный диск SMD на отверстии также может вызвать проблемы с подключением.

6. Вопросы отбора материалов

Выбор неподходящего материала также является распространенной проблемой при проектировании, что может привести к неудовлетворительным механическим и электрическим характеристикам. Обеспечение того, чтобы материал был правильно подобран для удовлетворения конкретных требований к конструкции, является важным шагом в обеспечении качества PCB.

7. Проверка конструкции и проводки

Сравнительные различия между конструкцией и проводкой являются одним из факторов, которые приводят к серьезным ошибкам на заключительных этапах проектирования PCB. Поэтому необходимо неоднократно проверять размер устройства, качество перфорации, размер сварного диска и так далее. Это может значительно уменьшить количество потенциальных ошибок и повысить надежность конечного продукта.

Конструкция PCB является основой для подключения электронных компонентов и ключом к реализации функций электронной системы. Если дизайн PCB не является разумным, это повлияет на функциональность всей электронной системы. Это также может помочь нам лучше контролировать параметры электронных компонентов, таких как питание, сигналы и питание. Это также может помочь нам лучше контролировать качество электронных продуктов, тем самым повышая их надежность и безопасность.