Procés de disseny de PCB

El procés general de disseny bàsic de PCB és el següent:

Preparació prèvia → Disseny de l'estructura de PCB → Guia de la taula de la xarxa → Configuració de regles → Disseny de PCB → cablejat → optimització del cablejat i serigrafia → verificació i comprovació de l'estructura de xarxa i DRC → pintura de llum de sortida → revisió de pintura lleugera → informació de producció / mostreig de plaques de PCB → PCB Confirmació d'EQ d'enginyeria de fàbrica de taulers → Sortida d'informació SMD → finalització del projecte.

1: Preparació prèvia

Això inclou la preparació de la biblioteca de paquets i l'esquema.Abans del disseny de la PCB, primer prepareu el paquet lògic SCH esquemàtic i la biblioteca de paquets de PCB.La biblioteca de paquets pot PADS ve amb la biblioteca, però en general és difícil trobar la correcta, el millor és fer la vostra pròpia biblioteca de paquets en funció de la informació de mida estàndard del dispositiu seleccionat.En principi, primer feu la biblioteca de paquets de PCB i després feu el paquet lògic SCH.La biblioteca de paquets de PCB és més exigent, afecta directament la instal·lació de la placa;Els requisits del paquet lògic SCH són relativament fluixos, sempre que presteu atenció a la definició de bones propietats del pin i la correspondència amb el paquet PCB de la línia.PS: pareu atenció a la biblioteca estàndard de pins ocults.Després d'això, està el disseny de l'esquema, a punt per començar a dissenyar PCB.

2: Disseny d'estructura de PCB

S'ha determinat aquest pas segons la mida de la placa i el posicionament mecànic, l'entorn de disseny de PCB per dibuixar la superfície de la placa PCB i els requisits de posicionament per a la col·locació dels connectors necessaris, claus / interruptors, forats de cargol, forats de muntatge, etc. I considereu i determineu completament l'àrea de cablejat i l'àrea sense cablejat (com ara quant al voltant del forat del cargol pertany a l'àrea sense cablejat).

3: Guia la llista de xarxes

Es recomana importar el marc del tauler abans d'importar la llista de xarxa.Importeu el marc del tauler en format DXF o el marc del tauler en format emn.

4: Establiment de regles

D'acord amb el disseny específic de PCB, es pot establir una regla raonable, estem parlant de les regles que són el gestor de restriccions PADS, a través del gestor de restriccions en qualsevol part del procés de disseny per a les restriccions d'amplada de línia i espai de seguretat, no compleix les limitacions de la detecció posterior de DRC, es marcarà amb marcadors de DRC.

La configuració de la regla general es col·loca abans del disseny perquè de vegades s'ha de completar algun treball de distribució durant el disseny, de manera que les regles s'han d'establir abans del disseny, i quan el projecte de disseny és més gran, el disseny es pot completar de manera més eficient.

Nota: les regles s'estableixen per completar el disseny millor i més ràpid, és a dir, per facilitar el dissenyador.

Els paràmetres habituals són.

1. Ample de línia/interlineat predeterminat per a senyals comuns.

2. Seleccioneu i configureu el forat superior

3. Ample de línia i configuració de color per a senyals importants i fonts d'alimentació.

4. Configuració de la capa del tauler.

5: Disseny de PCB

Distribució general segons els principis següents.

(1) Segons les propietats elèctriques d'una partició raonable, generalment es divideix en: àrea de circuit digital (és a dir, por a les interferències, però també genera interferències), àrea de circuits analògics (por a les interferències), àrea d'accionament de potència (fonts d'interferència). ).

(2) per completar la mateixa funció del circuit, s'ha de col·locar el més a prop possible i ajustar els components per garantir la connexió més concisa;al mateix temps, ajusteu la posició relativa entre els blocs funcionals per fer la connexió més concisa entre els blocs funcionals.

(3) Per a la massa dels components s'ha de tenir en compte la ubicació i la força d'instal·lació;Els components generadors de calor s'han de col·locar separats dels components sensibles a la temperatura i s'han de considerar mesures de convecció tèrmica quan sigui necessari.

(4) Dispositius de controlador d'E/S tan a prop com sigui possible del costat de la placa impresa, a prop del connector d'entrada.

(5) generador de rellotge (com ara: cristall o oscil·lador de rellotge) que estigui el més a prop possible del dispositiu utilitzat per al rellotge.

(6) a cada circuit integrat entre el pin d'entrada d'alimentació i la terra, cal afegir un condensador de desacoblament (generalment utilitzant el rendiment d'alta freqüència del condensador monolític);L'espai de la placa és dens, també podeu afegir un condensador de tàntal al voltant de diversos circuits integrats.

(7) la bobina del relé per afegir un díode de descàrrega (pot 1N4148).

(8) els requisits de disseny han de ser equilibrats, ordenats, sense cap pesat ni pica.

S'ha de prestar especial atenció a la col·locació dels components, hem de tenir en compte la mida real dels components (l'àrea i l'alçada ocupada), la posició relativa entre els components per garantir el rendiment elèctric de la placa i la viabilitat i comoditat de la producció i La instal·lació al mateix temps, s'ha de garantir que els principis anteriors es puguin reflectir en la premissa de les modificacions adequades a la col·locació del dispositiu, de manera que sigui net i bonic, com ara el mateix dispositiu que es col·loca de manera ordenada, en la mateixa direcció.No es pot col·locar en un "escalonat".

Aquest pas està relacionat amb la imatge general del tauler i la dificultat del següent cablejat, per la qual cosa s'ha de tenir en compte una mica d'esforç.En disposar el tauler, podeu fer un cablejat preliminar per a llocs que no estiguin tan segurs i tenir-lo en compte.

6: Cablejat

El cablejat és el procés més important en tot el disseny de PCB.Això afectarà directament el rendiment de la placa PCB és bo o dolent.En el procés de disseny de la PCB, el cablejat generalment té tres àmbits de divisió.

El primer és el drap, que és els requisits més bàsics per al disseny de PCB.Si les línies no es posen a través, de manera que a tot arreu hi ha una línia voladora, serà una placa inferior, per dir-ho així, no s'ha introduït.

El següent és el rendiment elèctric a complir.Aquesta és una mesura de si una placa de circuit imprès compleix els estàndards.Això és després de passar el drap, ajusteu acuradament el cablejat, de manera que pugui aconseguir el millor rendiment elèctric.

Després ve l'estètica.Si el cablejat a través d'un drap, no hi ha res que afecti el rendiment elèctric del lloc, sinó una mirada al passat desordenada, a més de colors, florit, que encara que el seu rendiment elèctric com de bo, als ulls dels altres o un tros d'escombraries .Això comporta grans inconvenients per a les proves i el manteniment.El cablejat ha d'estar net i ordenat, no entrecreuat sense regles.Aquests són per garantir el rendiment elèctric i complir altres requisits individuals per aconseguir el cas, en cas contrari, és posar el carro abans del cavall.

Cablejat segons els principis següents.

(1) En general, el primer s'ha de connectar per a línies d'alimentació i de terra per garantir el rendiment elèctric de la placa.Dins dels límits de les condicions, intenteu ampliar la font d'alimentació, l'amplada de la línia de terra, preferiblement més ampla que la línia elèctrica, la seva relació és: línia de terra > línia elèctrica > línia de senyal, normalment l'amplada de la línia de senyal: 0,2 ~ 0,3 mm (aproximadament 8-12 mil), l'amplada més fina fins a 0,05 ~ 0,07 mm (2-3 mil), la línia elèctrica és generalment d'1,2 ~ 2,5 mm (50-100 mil).100 mil).El PCB dels circuits digitals es pot utilitzar per formar un circuit de cables de terra amples, és a dir, per formar una xarxa de terra per utilitzar (la terra del circuit analògic no es pot utilitzar d'aquesta manera).

(2) el precablejat dels requisits més estrictes de la línia (com les línies d'alta freqüència), s'han d'evitar les línies laterals d'entrada i sortida adjacents al paral·lel, per no produir interferències reflectides.Si cal, s'ha d'afegir un aïllament de terra i el cablejat de dues capes adjacents ha de ser perpendiculars entre si, paral·leles per produir fàcilment un acoblament paràsit.

(3) posada a terra de la carcassa de l'oscil·lador, la línia del rellotge ha de ser tan curta com sigui possible i no es pot conduir a tot arreu.Circuit d'oscil·lació del rellotge a continuació, part especial del circuit lògic d'alta velocitat per augmentar l'àrea del sòl, i no hauria d'anar a altres línies de senyal perquè el camp elèctric circumdant tendeix a zero;.

(4) En la mesura del possible, utilitzant cablejat de 45 °, no utilitzeu un plec de 90 °, per reduir la radiació dels senyals d'alta freqüència;(els alts requisits de la línia també utilitzen una línia d'arc doble)

(5) les línies de senyal no formen bucles, com ara inevitables, els bucles han de ser tan petits com sigui possible;les línies de senyal han de tenir el mínim de forats possible.

(6) la línia clau tan curta i gruixuda com sigui possible, i a banda i banda amb un sòl protector.

(7) mitjançant la transmissió per cable pla de senyals sensibles i senyal de banda de camp de soroll, per utilitzar la manera "terra - senyal - terra" per sortir.

(8) Els senyals clau s'han de reservar per als punts de prova per facilitar les proves de producció i manteniment

(9) Un cop finalitzat el cablejat esquemàtic, el cablejat s'ha d'optimitzar;al mateix temps, després que la comprovació inicial de la xarxa i la comprovació de DRC siguin correctes, l'àrea no cablejada per a l'ompliment de terra, amb una gran àrea de capa de coure per a terra, a la placa de circuit imprès no s'utilitza al lloc està connectada a terra com terra.O feu un tauler multicapa, l'alimentació i la terra ocupen cadascuna una capa.

Requisits del procés de cablejat de PCB (es poden establir a les regles)

(1) Línia

En general, l'amplada de la línia de senyal de 0,3 mm (12 mil), l'amplada de la línia elèctrica de 0,77 mm (30 mil) o 1,27 mm (50 mil);entre la línia i la línia i la distància entre la línia i el coixinet és superior o igual a 0,33 mm (13 mil), l'aplicació real, les condicions s'han de tenir en compte quan s'augmenta la distància.

La densitat de cablejat és alta, es pot considerar (però no recomanable) utilitzar pins IC entre les dues línies, l'amplada de línia de 0,254 mm (10 mil), l'espaiat entre línies no és inferior a 0,254 mm (10 mil).En casos especials, quan els pins del dispositiu són més densos i d'amplada més estreta, l'amplada de línia i l'espaiat entre línies es poden reduir segons correspongui.

(2) Coixinets de soldadura (PAD)

Coixinet de soldadura (PAD) i forat de transició (VIA) els requisits bàsics són: el diàmetre del disc que el diàmetre del forat sigui superior a 0,6 mm;per exemple, resistències de pins d'ús general, condensadors i circuits integrats, etc., utilitzant la mida del disc / forat 1,6 mm / 0,8 mm (63 mil / 32 mil), endolls, agulles i díodes 1N4007, etc., utilitzant 1,8 mm / 1,0 mm (71 mil / 39 mil).Les aplicacions pràctiques, s'han de basar en la mida real dels components per determinar, quan estigui disponible, pot ser apropiat per augmentar la mida del coixinet.

L'obertura de muntatge dels components del disseny de la placa PCB hauria de ser més gran que la mida real dels pins dels components, 0,2 ~ 0,4 mm (8-16 mil) més o menys.

(3) foradet (VIA)

Generalment 1,27 mm/0,7 mm (50 mil/28 mil).

Quan la densitat del cablejat és alta, la mida del forat es pot reduir adequadament, però no ha de ser massa petita, es pot considerar 1,0 mm / 0,6 mm (40 mil / 24 mil).

(4) Els requisits d'espaiat del coixinet, la línia i les vies

PAD i VIA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PAD i PAD: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PAD i PISTA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PISTA i PISTA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

A majors densitats.

PAD i VIA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PAD i PAD: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PAD i PISTA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PISTA i PISTA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

7: Optimització del cablejat i serigrafia

"No hi ha millor, només millor"!Per molt que us indagueu en el disseny, quan acabeu de dibuixar i després aneu a fer una ullada, encara sentireu que es poden modificar molts llocs.L'experiència general de disseny és que es necessita el doble de temps per optimitzar el cablejat que per fer el cablejat inicial.Després de sentir que no hi ha lloc per modificar, podeu posar coure.Col·locació de coure generalment posada a terra (preste atenció a la separació de terra analògica i digital), és possible que la placa multicapa també hagi de posar energia.Quan utilitzeu la serigrafia, aneu amb compte de no ser bloquejat pel dispositiu o eliminat pel forat i el coixinet.Al mateix temps, el disseny mira directament el costat del component, la paraula de la capa inferior s'ha de processar la imatge mirall, per no confondre el nivell.

8: Comprovació de la xarxa, DRC i de l'estructura

A partir del dibuix de llum abans, generalment s'ha de comprovar, cada empresa tindrà la seva pròpia llista de verificació, que inclou el principi, el disseny, la producció i altres aspectes dels requisits.A continuació es presenta una introducció de les dues funcions principals de verificació proporcionades pel programari.

9: Pintura de llum de sortida

Abans de la sortida del dibuix lleuger, heu d'assegurar-vos que la xapa és l'última versió que s'ha completat i compleix els requisits de disseny.Els fitxers de sortida de dibuix de llum s'utilitzen per a la fàbrica de taulers per fer el tauler, la fàbrica de plantilles per fer la plantilla, la fàbrica de soldadura per fer els fitxers de procés, etc.

Els fitxers de sortida són (prenent com a exemple un tauler de quatre capes)

1).Capa de cablejat: es refereix a la capa de senyal convencional, principalment cablejat.

Anomenat L1,L2,L3,L4, on L representa la capa de la capa d'alineació.

2).Capa de serigrafia: es refereix al fitxer de disseny per al processament de la informació de serigrafia al nivell, normalment les capes superior i inferior tenen dispositius o caixa de logotip, hi haurà una serigrafia de la capa superior i una serigrafia de la capa inferior.

Denominació: la capa superior s'anomena SILK_TOP ;la capa inferior s'anomena SILK_BOTTOM .

3).Capa de resistència a la soldadura: es refereix a la capa del fitxer de disseny que proporciona informació de processament per al recobriment d'oli verd.

Denominació: la capa superior s'anomena SOLD_TOP;la capa inferior s'anomena SOLD_BOTTOM.

4).Capa de plantilla: es refereix al nivell del fitxer de disseny que proporciona informació de processament per al recobriment de pasta de soldadura.Normalment, en el cas que hi hagi dispositius SMD tant a la capa superior com a la inferior, hi haurà una capa superior de plantilla i una capa inferior de plantilla.

Denominació: la capa superior s'anomena PASTE_TOP ;la capa inferior s'anomena PASTE_BOTTOM.

5).Capa de perforació (conté 2 fitxers, fitxer de perforació CNC NC DRILL i dibuix de perforació DRILL DRAWING)

anomenats NC DRILL i DRILL DRAWING respectivament.

10: Repàs de dibuix lleuger

Després de la sortida del dibuix de llum a la revisió del dibuix de llum, el circuit obert i el curtcircuit Cam350 i altres aspectes de la comprovació abans d'enviar-lo a la placa de fàbrica de la placa, també cal prestar atenció a l'enginyeria de la placa i a la resposta al problema.

11: Informació de la placa PCB(Informació de pintura de llum Gerber + requisits de la placa PCB + diagrama de la placa de muntatge)

12: Confirmació d'EQ d'enginyeria de fàbrica de plaques PCB(Enginyeria de la placa i resposta al problema)

13: sortida de dades de col·locació de PCBA(informació de la plantilla, mapa de números de bits de col·locació, fitxer de coordenades dels components)

Aquí s'ha completat tot el flux de treball del disseny de PCB d'un projecte

El disseny de PCB és un treball molt detallat, de manera que el disseny ha de ser extremadament acurat i pacient, tenir en compte tots els aspectes dels factors, inclòs el disseny per tenir en compte la producció de muntatge i processament, i més tard per facilitar el manteniment i altres problemes.A més, el disseny d'alguns bons hàbits de treball farà que el vostre disseny sigui més raonable, un disseny més eficient, una producció més fàcil i un millor rendiment.Un bon disseny utilitzat en els productes quotidians, els consumidors també estaran més segurs i confiaran.