Chính xác sản xuất PCB, PCB tần số cao, PCB cao tốc, PCB chuẩn, PCB đa lớp và PCB.
Nhà máy dịch vụ tùy chỉnh PCB & PCBA đáng tin cậy nhất.
Khi sự phức tạp của các thiết bị mà chúng mang theo tăng lên, thiết kế PCB trở nên phức tạp hơn. Trong một thời gian dài, các kỹ sư thiết kế mạch đã làm việc trên thiết kế của riêng họ mà không có bất kỳ tai nạn nào và sau đó chuyển thiết kế sơ đồ mạch đã hoàn thành cho các kỹ sư thiết kế PCB. Sau khi các kỹ sư thiết kế PCB hoàn thành công việc một cách độc lập, các tệp Gerber được chuyển đến nhà máy sản xuất PCB. Công việc của các kỹ sư thiết kế mạch, kỹ sư thiết kế PCB và các nhà sản xuất PCB đều tách biệt với nhau và hầu như không có giao tiếp.
Bước đầu tiên trong thiết kế PCB là ở giai đoạn khái niệm. Tại thời điểm này, kỹ sư thiết kế mạch nên thực hiện đánh giá kỹ thuật cùng với kỹ sư thiết kế PCB. Đánh giá này nên xem xét các câu hỏi sau:
1. Những thiết bị nào được sử dụng?
2. Loại bao bì nào được sử dụng cho thiết bị này? Số lượng pin là bao nhiêu? Cấu hình pin là gì?
3. Bao nhiêu lớp PCB nên được sử dụng dựa trên sự đánh đổi giữa chi phí và hiệu suất?
4. Giá trị mục tiêu của các thông số như tần số đồng hồ và tốc độ tín hiệu là gì?
Ngoài ra, các kỹ sư thiết kế cũng nên xem xét các yếu tố như kiến trúc xe buýt, cho dù bạn đang sử dụng kết nối song song hoặc nối tiếp và chiến lược kết hợp trở kháng. Khi trở kháng không phù hợp, phản xạ, chuông và các nhiễu không mong muốn khác sẽ xảy ra.
Đối với thiết kế PCB hiện tại, tốt nhất là mọi thứ được thực hiện theo các quy tắc. Trong quá khứ, nó đã bị hạn chế bởi các vấn đề sản xuất, nhưng bây giờ mọi thứ đều bị hạn chế phức tạp khi các kỹ sư cố gắng giảm kích thước của PCB và làm cho nó có thể sản xuất được. Mặc dù các yêu cầu thiết kế có thể tạo ra rất nhiều ràng buộc, nhưng điều quan trọng là không để thiết kế bị ràng buộc quá mức. Nó là khôn ngoan hơn để học hỏi nhiều hơn từ mô phỏng và phân tích so với thiết kế đơn giản, ràng buộc.
Mô phỏng là chìa khóa
Khi mạch được thiết kế và sơ đồ được vẽ ra, đã đến lúc xác minh chức năng, thường được thực hiện với các công cụ mô phỏng. Mục đích của mô phỏng không phải là để thay thế việc tạo ra các nguyên mẫu vật lý, mà là để tránh việc tạo ra các nguyên mẫu lặp đi lặp lại, vì mô phỏng cho phép các kỹ sư thiết kế phát hiện ra các lỗi thiết kế thường không thể phát hiện được cho đến khi nguyên mẫu được tạo ra.
Trong quá trình mô phỏng, các cấu trúc liên kết thiết kế khác nhau có thể được thử nghiệm và thay thế bằng các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau để xác minh tác động của chúng đối với hiệu suất mạch. Tuy nhiên, trong mô phỏng, có vô số câu hỏi về tính khả dụng và hiệu quả của mô hình. Hiện tại, tất cả các bộ công cụ thiết kế PCB thường được sử dụng đều có thư viện mô hình đắt tiền, nhưng có thể xảy ra nếu một thiết bị cụ thể không có trong thư viện nhiều hơn một lần. Tuy nhiên, các nhà cung cấp thiết bị thường giải quyết vấn đề này bằng cách giới thiệu các mô hình Spice trên trang web của họ, vì vậy tốt nhất là tìm chúng trên trang web của nhà cung cấp thiết bị.
Giới hạn của đường dây vòng
Nhưng mô phỏng dựa trên Spice cũng có những hạn chế. Nó có thể tạo ra các tín hiệu analog lý tưởng hóa không nhất thiết đại diện cho các điều kiện thực tế. Tín hiệu thực có thể có tiếng ồn và sự dịch chuyển pha làm thay đổi cảm giác thực.
Thực hiện vật lý
Sau khi loại bỏ các vấn đề về hiệu suất bằng mô phỏng, bước tiếp theo là đặt và định tuyến mạch để tạo ra các nguyên mẫu vật lý. Bố trí và hệ thống dây điện phải đảm bảo rằng hiệu suất mạch đáp ứng các yêu cầu đặc tả thiết kế và hình dạng bảng mạch phù hợp với các thông số hình dạng thiết kế. Tại thời điểm này, làm việc với một kỹ sư cơ khí sẽ là rất cần thiết.
Hạn chế thiết kế
Bố cục PCB phải đối mặt với nhiều thách thức, trong đó chính là đảm bảo rằng những hạn chế này được đáp ứng. Những ràng buộc này được sử dụng để giải quyết các vấn đề về tính toàn vẹn của tín hiệu, các vấn đề về khả năng sản xuất, nhiễu điện từ, hiệu ứng nhiệt hoặc kết hợp các vấn đề này.
Ngoài những hạn chế về thiết kế, nhiều yếu tố liên quan đến công nghệ thiết bị cụ thể hiện tại làm cho việc bố trí và định tuyến PCB trở nên phức tạp hơn. Ví dụ, công nghệ đóng gói chất bán dẫn tiên tiến, chẳng hạn như chip trên bo mạch (COB), có thể làm cho việc định tuyến trở nên cực kỳ khó khăn. Các gói mật độ cao hiện tại có thể chứa hơn 2.000 chân với khoảng cách giữa các chân nhỏ hơn 0,65mm. Việc đóng gói này có thể gây khó khăn lớn cho việc quản lý I/O và tốc độ tín hiệu, và Escape Routing đóng gói này cũng là một công việc có tay nghề cao.
Bố trí PCB và định tuyến các thiết bị logic lập trình là một thách thức khác. Một số bộ thiết kế PCB cao cấp, chẳng hạn như từ Altium và Mentor Graphics, có thể được kết nối chặt chẽ với các công cụ thiết kế từ các nhà cung cấp FPGA để hoàn thành thiết kế tích hợp của FPGA và PCB.
Trong quá khứ, cấu hình pin cho các FPGA lớn thường được thực hiện bởi các kỹ sư thiết kế FPGA, nhưng không có nhiều suy nghĩ về bố cục PCB và hệ thống dây điện khi cấu hình. Bây giờ người ta nhận ra rằng FPGA với I/O có thể lập trình là nguồn gốc của các dấu vết đầu vào và đầu ra. Thay đổi FPGA để phù hợp với bố cục PCB dễ dàng hơn nhiều so với thay đổi PCB để phù hợp với cài đặt I/O của FPGA.
Kiểm tra cuối cùng
Bước cuối cùng trước khi sản xuất bố trí PCB là kiểm tra cuối cùng. Tính toàn vẹn và thời gian của tín hiệu phải được kiểm tra để đảm bảo tín hiệu đến đích kịp thời và đảm bảo chất lượng đầy đủ. Xung đột ràng buộc thiết kế sẽ được hiển thị tại thời điểm này và nó phải được cân nhắc.
Vào cuối thiết kế PCB, dữ liệu sản xuất phải được tạo ra, bao gồm tất cả các tài liệu liên quan đến sản xuất, lắp ráp và thử nghiệm. Phải có đủ thông tin liên lạc giữa các thành viên trong nhóm thiết kế và nhà sản xuất trong suốt quá trình thiết kế để hiểu được khả năng kỹ thuật và hạn chế của nhà sản xuất. Ngoài ra, dữ liệu sản xuất phải được xác minh để các kỹ sư thiết kế có cơ hội cuối cùng để phát hiện lỗi.
