Bài viết này sẽ khám phá bảy kỹ năng và chiến lược cơ bản (và quan trọng) cho thiết kế bảng mạch in (PCB) mới và kỳ cựu. Miễn là bạn chú ý nhiều hơn đến các kỹ năng này trong quá trình thiết kế PCB, bạn và nhóm của bạn có thể giảm thời gian thiết kế lại, giảm thời gian thiết kế và đơn giản hóa nhiệm vụ chẩn đoán kết quả thiết kế tổng thể. Hãy xem xét từng cái một dưới đây.
1. Làm quen với quy trình sản xuất nhà máy PCB
Trong thời đại thống trị của ngành công nghiệp mạch tích hợp waferless, nhiều kỹ sư không thực sự biết các bước sản xuất PCB và quy trình xử lý hóa học dựa trên tài liệu thiết kế của họ; Không có gì ngạc nhiên. Tuy nhiên, việc thiếu kiến thức thực tế này thường dẫn đến các kỹ sư mới làm quen đưa ra các quyết định thiết kế không cần thiết và phức tạp hơn.
Thiết kế có thực sự phức tạp? Không thể sử dụng một mạng lưới lớn hơn để định tuyến, do đó làm giảm chi phí của bảng và tăng độ tin cậy? Những sai lầm khác mà những người mới bắt đầu thiết kế PCB có thể mắc phải bao gồm kích thước lỗ nhỏ không cần thiết, lỗ mù và lỗ chôn. Những cấu trúc thông qua lỗ tiên tiến này là vũ khí của các nhà thiết kế PCB, nhưng hiệu quả của chúng là rất tình huống. Mặc dù chúng là công cụ có sẵn, điều đó không có nghĩa là chúng phải được sử dụng.
2. Sơ đồ mạch có thể đơn giản hóa nhiệm vụ thiết kế
Đôi khi chỉ cần thiết kế một bảng mạch đơn giản, vẽ sơ đồ (sơ đồ) dường như lãng phí thời gian; Đặc biệt là nếu bạn đã có kinh nghiệm hoàn thành một hoặc hai thiết kế. Nhưng vẽ sơ đồ mạch cũng có thể là một nhiệm vụ khó khăn đối với những người lần đầu tiên thiết kế PCB. Bỏ qua sơ đồ mạch là một chiến lược thường được sử dụng bởi những người mới có kinh nghiệm và các kỹ sư thiết kế, nhưng hãy phát triển hệ thống dây của bạn từ một sơ đồ mạch hoàn chỉnh có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo để giúp đảm bảo kết nối dây của bạn có thể được thực hiện; Và đây là lý do tại sao.
Đầu tiên, sơ đồ mạch là một trình bày trực quan của mạch PCB, có thể truyền đạt nhiều cấp độ thông tin; Các khu vực con của mạch được vẽ chi tiết trên một vài trang và các thành phần tương ứng với chức năng có thể được sắp xếp ở các vị trí lân cận bất kể bố cục vật lý cuối cùng. Thứ hai, vì các biểu tượng sơ đồ mạch đánh dấu mỗi chân của mỗi thành phần, thật dễ dàng để kiểm tra các chân bị hỏng; Nói cách khác, sơ đồ mạch có thể giúp bạn nhanh chóng hình dung các quyết định để đảm bảo tính toàn vẹn của mạch, cho dù bạn có tuân theo các quy tắc chính thức mô tả mạch hay không.
Khi thiết kế PCB, nếu có một sơ đồ mạch hoạt động như một mẫu cơ bản, nó có thể đơn giản hóa các tác vụ định tuyến. Sử dụng biểu tượng sơ đồ mạch để hoàn thành các liên kết trong khi bạn sẽ vượt qua các thách thức về hệ thống dây điện mà không cần suy nghĩ về các kết nối này; Cuối cùng, bạn sẽ lưu thiết kế làm lại vì bạn đã nắm bắt được kết nối dây bị bỏ lỡ trong lần sửa đổi đầu tiên.
3. Sử dụng bộ định tuyến tự động, nhưng đừng dựa vào nó
Hầu hết các công cụ CAD PCB chuyên nghiệp đều có bộ định tuyến tự động, nhưng trừ khi bạn thiết kế PCB rất chuyên nghiệp, bộ định tuyến tự động chỉ có thể được sử dụng cho thiết kế sơ bộ; Đối với liên kết mạch PCB, bộ định tuyến tự động không phải là một cú nhấp chuột. Đối với giải pháp đã hoàn thành, bạn vẫn nên biết cách định tuyến bằng tay.
Khi bạn nghĩ về việc sử dụng một bộ định tuyến tự động, hãy tự hỏi: "Tôi còn bao nhiêu thời gian sau khi tôi đã thiết lập các ràng buộc bộ định tuyến tự động cho bảng mạch của mình hoặc thậm chí cho mỗi bản nhạc trên sơ đồ mạch của mình? Dây dẫn bằng tay? "Các kỹ sư thiết kế kỳ cựu sẽ tập trung phần lớn nỗ lực của họ vào bố cục bộ phận ban đầu. Gần một nửa thời gian thiết kế được dành để tối ưu hóa bố cục bộ phận theo ba cách sau:
Hệ thống dây điện đơn giản hóa giảm thiểu sự giao nhau của dây bay (ổ chuột, hoặc ổ chuột, ổ chuột), v.v.
Phần tử càng gần thì cuộn dây càng tốt.
Ghi chú về thời gian tín hiệu.
4. Xem xét kích thước bảng và hiện tại
Hầu hết những người làm việc trong lĩnh vực thiết kế điện tử đều biết rằng, giống như một dòng sông, các electron di chuyển cũng có thể gặp phải các điểm cổ họng và tắc nghẽn. Điều này áp dụng trực tiếp vào thiết kế cầu chì ô tô. Bằng cách kiểm soát độ dày và hình dạng của dấu vết (uốn chữ U, uốn chữ V, hình chữ S, v.v.), cầu chì có thể được hiệu chỉnh để nó tan chảy tại điểm cổ họng khi dòng điện quá tải.
5. Tránh nguy cơ mảnh vỡ
Sliver là một lỗi sản xuất có thể được quản lý tốt nhất với thiết kế bảng phù hợp (Hình 1); Để hiểu vấn đề với bạc, chúng ta cần xem xét lại quá trình khắc hóa học. Khắc hóa học được thực hiện để phá vỡ đồng không cần thiết, nhưng nếu phần được khắc đặc biệt dài, đặc biệt mỏng và đặc biệt flake, những hình dạng này đôi khi có thể bong ra trước khi phân hủy hoàn toàn; Một lưỡi dao như vậy sẽ trôi nổi trong dung dịch hóa học. Nó có thể rơi ngẫu nhiên trên một bảng mạch khác.
Trong trường hợp này, lá chắn hẹp giữa các dấu vết là an toàn cho bảng
Hình 1 Trong trường hợp này, lá chắn hẹp giữa các dấu vết là an toàn cho bảng.
Cũng có thể có nguy cơ phân chia vẫn còn trên bảng ban đầu; Nếu vết nứt đủ hẹp, bể axit có thể ăn mòn đồng bên dưới đủ để loại bỏ một phần vết nứt. Kết quả là, các mảnh vỡ dính vào bảng như một lá cờ, trôi nổi xung quanh và cuối cùng chắc chắn rơi vào bảng và gây ra các dấu vết khác bị đoản mạch.
6. Thực hiện theo DRC
Các thiết lập của bộ định tuyến tự động thường nhắm vào các chức năng thiết kế và Bộ kiểm tra quy tắc thiết kế (DRC) thường được sử dụng để nắm bắt các ràng buộc thiết kế của nhà sản xuất; Mặc dù quá trình thiết lập cũng tẻ nhạt, nhưng nó tốt hơn nhiều so với một bộ định tuyến tự động. Hầu hết các nhóm thiết kế cuối cùng sẽ thiết lập một bộ quy tắc thiết kế với mục tiêu tiêu chuẩn hóa chi phí sản xuất tấm trần, tối đa hóa sản lượng và làm cho lắp ráp, kiểm tra và thử nghiệm nhất quán nhất có thể.
Để giải quyết tất cả những vấn đề này, nhiều công cụ thiết kế PCB có DRC tích hợp - một số công cụ gọi nó là Trình quản lý ràng buộc - tương tác đánh dấu vi phạm thiết kế khi bạn thực hiện chỉnh sửa; Một khi bạn đã thiết lập các quy tắc DRC cho nhà sản xuất bạn chọn, hãy chuẩn bị cho những sai lầm nghiêm trọng.
7. Tìm hiểu về các đối tác đúc hiện có
Sau khi thảo luận về thiết lập DRC, bí mật thiết kế PCB cuối cùng gần như nhưng không hoàn toàn dư thừa; Ngoài việc giúp bạn thiết lập các quy tắc DRC đúng cách, điều quan trọng là phải gửi thiết kế bảng mạch của bạn cho nhà sản xuất. Theo hiểu biết của tôi, tôi có thể nhận thêm một số hỗ trợ trước khi nhập cảnh.