Несмотря на то, что в настоящее время уровень интеграции полупроводников становится все выше и выше, многие приложения готовы использовать системы на пластине, а многие мощные, открытые для использования платы разработки становятся все более доступными, приложения электроники во многих вариантах использования по - прежнему требуют индивидуального PCB. В одноразовой разработке даже обычный PCB может играть очень важную роль. PCB - это физическая платформа дизайна и наиболее гибкая часть оригинального дизайна электронных систем. В этой статье представлены несколько золотых правил дизайна PCB. За 25 лет, прошедших с момента появления коммерческого дизайна PCB, эти правила в основном не изменились и широко применяются к различным проектам PCB, будь то молодые инженеры по электронному дизайну или более зрелые инженеры. Производители плат играют большую руководящую роль. Ниже приведены десять наиболее эффективных правил проектирования, которые инженеры - проектировщики должны помнить и применять при проектировании и коммерческом производстве PCB с использованием программного обеспечения для проектирования. Просто следуя всем этим принципам, они могут значительно изменить дизайн продукта.
Правило 1: Выберите правильный набор сеток и всегда используйте интервал сетки, соответствующий большинству компонентов. Хотя мультисетка может показаться эффективной, если инженеры могут больше думать на ранних этапах проектирования компоновки PCB, они могут избежать проблем с настройкой интервала и максимально использовать платы. Поскольку многие устройства используют несколько размеров упаковки, инженеры должны использовать продукты, которые лучше всего подходят для их собственного дизайна. Кроме того, многоугольник очень важен для пластины PCB. При применении многоугольной меди многоугольные платы обычно имеют многоугольное отклонение заполнения. Хотя он не является стандартом, основанным на одной сети, он может обеспечить более длительный срок службы платы, чем требуется. Правило 2: Держите путь кратчайшим и самым прямым. Это звучит просто и часто, но об этом следует помнить на каждом этапе, даже если это означает изменение макета платы для оптимизации длины проводки. Это особенно относится к аналоговым и высокоскоростным цифровым схемам, производительность которых всегда частично ограничена сопротивлением и паразитическими эффектами. Правило 3: Используйте как можно больше слоев питания для управления распределением линий питания и наземных линий. Для большинства программных средств для проектирования PCB медь в энергетическом слое является более быстрым и простым вариантом. Совместно соединяя большое количество проводов, вы можете обеспечить ток с максимальной эффективностью и минимальным сопротивлением или падением напряжения, обеспечивая при этом достаточный путь к заземлению. Если возможно, вы также можете запустить несколько линий электропитания в одной и той же области платы, чтобы подтвердить, покрывает ли заземление большую часть слоя PCB, что облегчает взаимодействие между проводами на соседних слоях. Правило 4: Соедините соответствующие компоненты с требуемыми контрольными точками. Например, размещение дискретных элементов, необходимых для операционного усилителя, ближе к устройству, позволяет шунтирующим конденсаторам и резисторам работать с ними в одном и том же месте, что помогает оптимизировать длину проводки, упомянутую во втором правиле, а также проводить испытания и обнаружение неисправностей. Правило 5: Копирование требуемой платы несколько раз на другую большую плату для PCB - сборки. Выбор размера устройства, наиболее подходящего для использования изготовителем, поможет снизить затраты на проектирование и изготовление прототипа. Сначала сделайте макет платы на панели, свяжитесь с изготовителем платы, чтобы получить предпочтительные размеры каждой панели, а затем измените спецификации дизайна и попробуйте повторить дизайн несколько раз в пределах этих размеров панели. Правило 6: Значения интегрированных компонентов. Как дизайнер, вы выберете дискретные компоненты с более высокими или более низкими значениями компонентов, но с одинаковой производительностью. Интеграция в меньшем диапазоне стандартных значений упрощает список материалов и снижает затраты. Если у вас есть набор продуктов PCB, основанных на стоимости предпочтительных компонентов, это поможет вам принимать правильные решения по управлению запасами в долгосрочной перспективе. Правило 7: Выполните как можно больше проверок правил проектирования (DRC). Несмотря на то, что для выполнения функций DRC на программном обеспечении PCB требуется очень мало времени, в более сложных условиях проектирования можно сэкономить много времени, просто проверяя их в процессе проектирования. Это хорошая привычка, которую стоит сохранить. Каждое решение о проводке имеет решающее значение, и благодаря внедрению DRC вы всегда можете вспомнить о самых важных проводках. Правило 8: Гибкое использование шелковой печати. Шелковая печать может использоваться для обозначения различных полезных сведений, которые могут быть использованы в будущем производителями PCB - панелей, инженерами по обслуживанию или тестированию, монтажниками или отладчиками оборудования. Необходимо не только отметить четкие функциональные и контрольные метки, но и указать как можно больше направлений компонентов и разъемов, даже если эти заметки напечатаны на нижней поверхности компонентов, используемых на платах (после сборки плат). Полное применение технологии шелковой печати на верхней и нижней поверхностях платы может уменьшить дублирование работы и упростить производственный процесс. Правило 9: Необходимо выбрать развязывающий конденсатор. Не пытайтесь оптимизировать дизайн, избегая отключения линий электропитания и основанных на предельных значениях в таблицах данных компонентов. Конденсаторы дешевые и долговечные. Вы можете потратить как можно больше времени на сборку конденсаторов. В то же время, следуйте правилу 6, используя стандартный диапазон значений для поддержания чистоты запасов. Правило 10: Генерирует производственные параметры PCB и проверяет их перед отправкой на производство. В то время как большинство производителей плат с радостью загружают и проверяют файл непосредственно для вас, вам лучше сначала экспортировать файл Gerber и проверить его с помощью бесплатного просмотрщика, чтобы избежать недоразумений. С помощью персональной проверки вы можете даже обнаружить некоторые небрежные ошибки, чтобы избежать потерь, связанных с завершением производства по неправильным параметрам. По мере того, как совместное использование схем становится все более распространенным, а внутренние команды все больше полагаются на эталонный дизайн, основные правила, аналогичные вышеуказанным, останутся отличительной чертой дизайна печатных плат. Мы считаем, что это очень важно для дизайна PCB. С четкими основными правилами разработчики могут очень гибко увеличивать стоимость продукта и получать максимальную выгоду от производимых ими плат. Даже начинающие дизайнеры плат, помня об этих основных правилах, могут ускорить процесс обучения и повысить уверенность.