Дизайн PCB - Описание процесса проектирования PCB и производства PCB - панелей

Полный анализ проектирования PCB: подробный процесс от подготовки информации до проверки проводки

Ключевая информация, необходимая для проектирования PCB:

Принципиальная схема: подробный электронный документ для создания точной сетевой таблицы.

Механический размер: четко обозначает конкретное направление и ориентацию устройства позиционирования, а также конкретную область ограничения высоты.

Список BOM: Проверка и проверка информации об упаковке устройства на схеме.

Руководство по проводке: подробное описание конкретных требований к конкретному сигналу, а также стандартов проектирования, таких как сопротивление и ламинарное давление.

Основные этапы проектирования PCB:

1. Предварительная обработка

Подготовьте библиотеку компонентов и принципиальную схему: как говорится, « чтобы хорошо работать, вы должны сначала в полной мере использовать свои инструменты». Чтобы создать высококачественную монтажную плату, помимо принципов проектирования, она должна быть хорошо нарисована. Прежде чем приступить к проектированию PCB, вы должны сначала подготовить библиотеку элементов схемы (SCH) и библиотеку компонентов PCB (что является ключевым шагом). Библиотека компонентов может выбрать собственную библиотеку Protel, но часто бывает трудно найти точную библиотеку, и лучше всего создать свою собственную библиотеку компонентов на основе стандартных размеров выбранного устройства. В принципе, сначала создается библиотека компонентов PCB, а затем библиотека компонентов SCH. Требования к библиотеке компонентов PCB выше, что напрямую влияет на установку платы; Требования к библиотеке компонентов SCH относительно либеральны, и, обратив внимание на определение атрибутов вывода, можно определить соответствие с элементами PCB. В то же время обратите внимание на скрытые выводы в стандартной библиотеке. После завершения проектирования схемы можно начать проектирование PCB.

При создании библиотеки принципов убедитесь, что штырь правильно подключен к выходной / входной плате PCB и тщательно проверяет файл библиотеки.

2.Структурный дизайн PCB

В соответствии с установленными размерами пластины и различными механическими позициями, в среде проектирования PCB нарисованы контуры PCB, размещены необходимые разъемы, кнопки / переключатели, цифровые трубки, индикаторы, порты ввода / вывода и т. Д., А также установлены отверстия для винтов и установочных отверстий в соответствии с требованиями позиционирования. В ходе этого процесса следует в полной мере учитывать и определять участки проводки и участки без проводки (например, вокруг отверстий расположены участки без проводки). Особое внимание следует уделять фактическим размерам оборудования (площадь и высота), относительному расположению между устройствами (пространственные размеры) и уровню размещения оборудования, чтобы обеспечить электрические характеристики монтажных плат, осуществимость и удобство производства и установки. В предпосылке обеспечения того, чтобы вышеуказанные принципы были отражены, оборудование может быть скорректировано, чтобы сделать макет более аккуратным. Если подобные устройства должны быть аккуратно размещены в одном направлении, не размещайте их вместе.

3.Макет PCB

Важно обеспечить точность до макета схемы! После завершения принципиальной схемы необходимо проверить правильность сети, заземленной сети и т. Д.

Макет требует внимания к размещению уровня устройства (особенно плагинов и т. Д.) и размещения устройства (непосредственно вставляемого горизонтально или вертикально) для обеспечения осуществимости и удобства установки.

Поместите устройство на доску для компоновки. На этом этапе, если все вышеупомянутые подготовительные работы завершены, можно создать сетевую таблицу на схеме (дизайн - > Создание сетевой таблицы), а затем импортировать в PCB (дизайн - > Загрузочная сеть). На этом этапе вы можете увидеть полный стек устройств с соединениями на кончике летающей линии между выводами, а затем макет устройства.

Структура должна соответствовать следующим принципам:

Определите уровень размещения устройства: как правило, устройство SMD должно быть размещено на одной стороне, а вставное устройство должно быть определено в зависимости от обстоятельств. В соответствии с рациональным разделением электрических характеристик, как правило, делится на цифровую область схемы (восприимчивость к помехам, создание помех), область аналоговой схемы (восприимчивость к помехам), область привода питания (источник возмущений). Схемы с теми же функциями размещаются как можно ближе и настраивают компоненты для обеспечения простейшего соединения; В то же время, отрегулируйте относительное положение между функциональными блоками, чтобы установить наиболее простое соединение между функциональными блоками. Для оборудования с более высокими требованиями к качеству следует учитывать его расположение и прочность установки; Теплочувствительные элементы должны размещаться отдельно от термочувствительных элементов и, при необходимости, учитывать меры тепловой конвекции. Генератор часов (например, кристалл или часы) должен быть как можно ближе к устройству, использующему часы. Макет должен быть сбалансированным и разреженным, избегая тяжелого веса или односторонности.

4. Проводка

Проводка является наиболее важной частью дизайна PCB и напрямую влияет на производительность PCB.

В процессе проектирования PCB проводка обычно делится на три уровня. Во - первых, это подключение, которое является основным требованием для проектирования PCB. Если бы линия не была проложена, а летающие линии были повсюду, то это была бы некачественная доска, можно сказать, что проектирование еще не началось. Во - вторых, удовлетворение электрических характеристик, что является важным показателем соответствия PCB - панелей. После подключения провода необходимо тщательно настроить для достижения оптимальных электрических характеристик, учитывая эстетику. Если провод, хотя и правильно подключен, но грязный и красочный, то даже если электрическая производительность хорошая, в глазах других это плохая пластина. Это создает большие неудобства для тестирования и обслуживания. Подключение должно быть аккуратным и равномерным, без беспорядка. Эти цели должны быть достигнуты при обеспечении электрических характеристик и выполнении других индивидуальных требований.

Подключение должно осуществляться по следующим принципам:

Как правило, сначала следует провести провода питания и наземные провода, чтобы обеспечить электрические свойства платы. В этих условиях ширина линии электропитания и наземной линии максимально расширяется. Земельная линия шире линии электропитания. Их отношения: заземление > источник питания > сигнальные линии. Обычно ширина сигнальной линии составляет 0,2 ~ 0,3 мм, самая тонкая ширина может составлять 0,05 ~ 0,07 мм; Линия электропитания обычно составляет 1,2 ~ 2,5 мм. Для цифровых схем PCB для формирования цепи заземления может использоваться широкая линия заземления (заземление аналоговой схемы не может быть использовано таким образом).

При предварительной обработке требовательных линий (например, высокочастотных линий) следует избегать параллельного соседства краев входа и выхода, чтобы избежать отраженных помех. При необходимости можно добавить заземленную линию, и два соседних слоя проводки должны быть перпендикулярны друг другу, поскольку параллельные провода подвержены паразитической связи. Корпус генератора заземлен, линия часов должна быть как можно короче, а не слишком длинной. Под осцилляционными схемами часов и специальными частями высокоскоростных логических схем площадь заземления должна быть увеличена и не должна переходить к другим сигнальным линиям, чтобы окружающее электрическое поле было сведено к нулю. Старайтесь использовать складную линию 45°, избегая использования складной линии 90°, чтобы уменьшить излучение высокочастотных сигналов (для требовательных линий можно использовать двойную дугу).

Избегайте кольца на любой линии сигнала, и если это неизбежно, кольцо должно быть как можно меньше; Количество пробоин в сигнальных линиях должно быть как можно меньше. Ключевые линии должны быть как можно короче и толще и защищены с обеих сторон. При передаче чувствительных сигналов и сигналов шумового поля по плоскому кабелю их следует извлекать путем « заземления сигнала заземления». Для отладки, производства и технического обслуживания критически важных сигналов зарезервированы контрольные точки. После завершения подключения к принципиальной схеме соединение должно быть оптимизировано. В то же время, после правильной первоначальной проверки сети и проверки DRC, непроницаемая область заземлена и использование большого медного слоя в качестве заземления, чтобы подключить неиспользованную область печатной платы к земле или сделать многослойную пластину, так что питание и заземление занимают один слой.

5.Добавить слезы

Слезы - это каплевидные соединения между сварным диском и проводом или между проводом и проводом. Цель установки слезоточивых капель состоит в том, чтобы предотвратить отключение точки контакта между сварочным диском и проводом или проводом и отверстием провода, когда монтажная плата подвергается большему внешнему воздействию. Кроме того, настройка слез может сделать платы PCB более красивыми. При проектировании монтажных плат, чтобы сделать сварочный диск более прочным и предотвратить разрыв между сварным диском и проводником при производстве механических плат, между сварочным диском и проводом обычно устанавливается медная пленка с переходной полосой, которая по форме напоминает слезоточивые капли и поэтому часто называется слезоточивыми каплями.

6. Проверка и проверка

Сначала проверьте изоляционный слой, верхний, нижний, верхний и нижний слои шелковой печати и нижний слой шелковой печати. Затем проверьте электрические правила: проверьте сквозные отверстия (не допускается 0 сквозных отверстий; ширина линии границы составляет 0,8), таблицу отсоединенных сетей, минимальное расстояние (10 миль) и короткое замыкание (анализируйте каждый параметр по отдельности). Затем проверьте, есть ли помехи в линии электропитания и наземной линии (фильтрующий конденсатор должен быть близко к чипу). После завершения проектирования PCB перезагрузите сетевую таблицу, чтобы проверить, не была ли она изменена, и убедитесь, что плата работает нормально. Наконец, проверьте провода основного оборудования для обеспечения точности.

Дизайн PCB лежит в основе инноваций в области электроники, и постоянная оптимизация процессов проектирования и применение технологий значительно повысят конкурентоспособность продукции и выведут электронную промышленность на новый уровень.