Proceso de deseño de PCB

O proceso xeral de deseño básico de PCB é o seguinte:

Pre-preparación → Deseño da estrutura de PCB → táboa de guías de rede → configuración de regras → deseño de PCB → cableado → optimización de cableado e serigrafía → verificación da rede e DRC e verificación da estrutura → pintura de luz de saída → revisión da pintura lixeira → información sobre produción e mostraxe da placa PCB → PCB Confirmación de EQ de enxeñería de fábrica de placas → Saída de información SMD → finalización do proxecto.

1: Preparación previa

Isto inclúe a preparación da biblioteca de paquetes e un esquema.Antes do deseño de PCB, primeiro prepare o paquete lóxico SCH esquemático e a biblioteca de paquetes de PCB.A biblioteca de paquetes pode PADS vén coa biblioteca, pero en xeral é difícil atopar a correcta, o mellor é facer a súa propia biblioteca de paquetes en función da información de tamaño estándar do dispositivo seleccionado.En principio, fai primeiro a biblioteca de paquetes de PCB e despois fai o paquete lóxico SCH.A biblioteca de paquetes de PCB é máis esixente, afecta directamente á instalación da placa;Os requisitos dos paquetes lóxicos SCH son relativamente soltos, sempre que prestes atención á definición de boas propiedades de pin e á correspondencia co paquete PCB da liña.PD: preste atención á biblioteca estándar de pinos ocultos.Despois diso está o deseño do esquema, listo para comezar a facer o deseño de PCB.

2: Deseño da estrutura de PCB

Este paso determinouse segundo o tamaño da placa e o posicionamento mecánico, o ambiente de deseño de PCB para debuxar a superficie da placa PCB e os requisitos de posicionamento para a colocación dos conectores necesarios, chaves / interruptores, buratos para parafusos, buratos de montaxe, etc. E considere e determine completamente a área de cableado e a área non cableada (por exemplo, canto pertence ao burato do parafuso á área sen cableado).

3: Guía a lista de rede

Recoméndase importar o marco do taboleiro antes de importar a lista de rede.Importar marco de tarxeta de formato DXF ou marco de tarxeta de formato emn.

4: Establecemento de regras

Segundo o deseño específico de PCB pódese configurar unha regra razoable, estamos a falar sobre as regras é o xestor de restricións PADS, a través do xestor de restricións en calquera parte do proceso de deseño para o ancho de liña e as restricións de espazo de seguridade, non cumpre as restricións da detección posterior de DRC, marcarase con marcadores DRC.

A configuración da regra xeral colócase antes do deseño porque ás veces hai que completar algún traballo de distribución durante o deseño, polo que as regras teñen que establecerse antes do deseño e, cando o proxecto de deseño é máis grande, o deseño pódese completar de forma máis eficiente.

Nota: as regras están establecidas para completar o deseño mellor e máis rápido, é dicir, para facilitar o deseño.

As configuracións habituais son.

1. Anchura de liña/espazo de liña predeterminado para sinais comúns.

2. Seleccione e configure o burato superior

3. Axustes de ancho de liña e cor para sinais importantes e fontes de alimentación.

4. axustes da capa do taboleiro.

5: Disposición de PCB

Disposición xeral segundo os seguintes principios.

(1) Segundo as propiedades eléctricas dunha partición razoable, xeralmente dividida en: área de circuíto dixital (é dicir, o medo a interferencias, pero tamén xerar interferencias), área de circuíto analóxico (medo a interferencias), área de accionamento de enerxía (fontes de interferencia) ).

(2) para completar a mesma función do circuíto, debe colocarse o máis preto posible e axustar os compoñentes para garantir a conexión máis concisa;ao mesmo tempo, axuste a posición relativa entre os bloques funcionais para facer a conexión máis concisa entre os bloques funcionais.

(3) Para a masa de compoñentes debe considerar o lugar de instalación e resistencia da instalación;Os compoñentes xeradores de calor deben colocarse separados dos compoñentes sensibles á temperatura, e deben considerarse medidas de convección térmica cando sexa necesario.

(4) Dispositivos controladores de E/S o máis preto posible do lado da tarxeta impresa, preto do conector de entrada.

(5) xerador de reloxo (como: cristal ou oscilador de reloxo) para estar o máis preto posible do dispositivo utilizado para o reloxo.

(6) en cada circuíto integrado entre o pin de entrada de enerxía e terra, cómpre engadir un capacitor de desacoplamento (xeralmente usando o rendemento de alta frecuencia do capacitor monolítico);O espazo da tarxeta é denso, tamén pode engadir un capacitor de tantalio ao redor de varios circuítos integrados.

(7) a bobina do relé para engadir un díodo de descarga (1N4148 pode).

(8) requisitos de disposición para ser equilibrado, ordenado, non pesado ou un pía.

Debe prestarse especial atención á colocación dos compoñentes, debemos ter en conta o tamaño real dos compoñentes (a área e a altura ocupada), a posición relativa entre os compoñentes para garantir o rendemento eléctrico da placa e a viabilidade e comodidade da produción e instalación ao mesmo tempo, debe garantir que os principios anteriores poden ser reflectidos na premisa de modificacións axeitadas para a colocación do dispositivo, para que sexa limpo e fermoso, como o mesmo dispositivo para ser colocado ordenadamente, a mesma dirección.Non se pode colocar nun "escalonado".

Este paso está relacionado coa imaxe xeral do taboleiro e coa dificultade do seguinte cableado, polo que hai que ter en conta un pequeno esforzo.Ao colocar o taboleiro, podes facer un cableado preliminar para lugares que non estean tan seguros e telo en conta.

6: Cableado

A fiación é o proceso máis importante en todo o deseño de PCB.Isto afectará directamente ao rendemento da placa PCB é bo ou malo.No proceso de deseño do PCB, a fiación xeralmente ten tres ámbitos de división.

O primeiro é o pano a través, que son os requisitos máis básicos para o deseño de PCB.Se as liñas non están establecidas, de xeito que en todas partes hai unha liña de voo, será unha tarxeta deficiente, por así dicir, non se introduciu.

O seguinte é o rendemento eléctrico a cumprir.Esta é unha medida de se unha placa de circuíto impreso cumpre os estándares.Isto é despois de pasar o pano, axuste coidadosamente o cableado, para que poida acadar o mellor rendemento eléctrico.

Despois vén a estética.Se o seu pano de cableado a través, non hai nada que afecte o rendemento eléctrico do lugar, pero unha ollada ao pasado desordenado, ademais de colorido, florido, que aínda que o seu rendemento eléctrico que bo, aos ollos dos demais ou un anaco de lixo .Isto trae grandes inconvenientes para as probas e o mantemento.O cableado debe estar limpo e ordenado, non entrecruzado sen regras.Estes son para garantir o rendemento eléctrico e cumprir outros requisitos individuais para lograr o caso, se non, é poñer o carro antes do cabalo.

Cableado segundo os seguintes principios.

(1) En xeral, o primeiro debe ser cableado para as liñas de alimentación e de terra para garantir o rendemento eléctrico da tarxeta.Dentro dos límites das condicións, intente ampliar a fonte de alimentación, o ancho da liña de terra, preferiblemente máis amplo que a liña eléctrica, a súa relación é: liña de terra > liña eléctrica > liña de sinal, normalmente o ancho da liña de sinal: 0,2 ~ 0,3 mm (aproximadamente 8-12 mil), o ancho máis fino ata 0,05 ~ 0,07 mm (2-3 mil), a liña eléctrica é xeralmente de 1,2 ~ 2,5 mm (50-100 mil).100 mil).O PCB dos circuítos dixitais pódese usar para formar un circuíto de fíos de terra amplos, é dicir, para formar unha rede de terra para usar (non se pode usar a terra do circuíto analóxico deste xeito).

(2) cableado previo dos requisitos máis estritos da liña (como liñas de alta frecuencia), as liñas laterais de entrada e saída deben evitarse adxacentes ao paralelo, para non producir interferencia reflectida.Se é necesario, debe engadirse illamento de terra e o cableado de dúas capas adxacentes debe ser perpendicular entre si, paralelo para producir facilmente acoplamento parasitario.

(3) aterramento do oscilador, a liña do reloxo debe ser o máis curta posible e non se pode levar a todas partes.Circuíto de oscilación do reloxo a continuación, parte especial do circuíto lóxico de alta velocidade para aumentar a área do chan, e non debe ir outras liñas de sinal para facer que o campo eléctrico circundante tende a cero ;.

(4) na medida do posible usando cables de 45 °, non use 90 °, para reducir a radiación de sinais de alta frecuencia;(Os altos requisitos da liña tamén usan unha liña de arco dobre)

(5) as liñas de sinal non forman bucles, como inevitables, os bucles deben ser o máis pequenos posible;as liñas de sinal deberían ter o menor número posible de buratos.

(6) a liña clave o máis curta e grosa posible, e a ambos os dous lados cun chan de protección.

(7) a través da transmisión por cable plano de sinais sensibles e sinal de banda de campo de ruído, para usar o camiño "terra - sinal - chan" para saír.

(8) Os sinais clave deben reservarse para os puntos de proba para facilitar as probas de produción e mantemento

(9) Despois de completar o cableado esquemático, o cableado debe optimizarse;ao mesmo tempo, despois de que a comprobación da rede inicial e a comprobación de DRC sexan correctas, a área sen cables para o recheo do chan, cunha gran área de capa de cobre para o chan, na placa de circuíto impreso non se usa no lugar está conectada ao chan como chan.Ou fai unha placa multicapa, a potencia e a terra ocupan cada unha unha capa.

Requisitos do proceso de cableado da PCB (pódense establecer nas regras)

(1) Liña

En xeral, o ancho da liña de sinal é de 0,3 mm (12 mil), o ancho da liña eléctrica de 0,77 mm (30 mil) ou 1,27 milímetros (50 mil);entre a liña e a liña e a distancia entre a liña e a almofada é maior ou igual a 0,33 mm (13 mil), a aplicación real, as condicións deben considerarse cando se aumenta a distancia.

A densidade de cableado é alta, pódese considerar (pero non recomendable) usar pinos IC entre as dúas liñas, o ancho da liña de 0,254 mm (10 mil), o espazo entre liñas non é inferior a 0,254 mm (10 mil).En casos especiais, cando os pinos do dispositivo son máis densos e de ancho máis estreito, o ancho de liña e o espazo entre liñas pódense reducir segundo corresponda.

(2) Almofadas de soldadura (PAD)

Almofada de soldadura (PAD) e buraco de transición (VIA) os requisitos básicos son: o diámetro do disco que o diámetro do burato para ser maior que 0,6 mm;por exemplo, resistencias de pin de uso xeral, capacitores e circuítos integrados, etc., usando o tamaño do disco / burato 1,6 mm / 0,8 mm (63 mil / 32 mil), tomas, pinos e díodos 1N4007, etc., usando 1,8 mm / 1,0 mm (71 mil / 39 mil).Aplicacións prácticas, deben basearse no tamaño real dos compoñentes para determinar, cando estea dispoñible, pode ser apropiado para aumentar o tamaño da almofada.

A apertura de montaxe dos compoñentes do deseño da placa PCB debe ser maior que o tamaño real dos pinos dos compoñentes, 0,2 ~ 0,4 mm (8-16 mil) aproximadamente.

(3) sobre burato (VIA)

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

Cando a densidade de cableado é alta, o tamaño do burato pode reducirse adecuadamente, pero non debe ser demasiado pequeno, pódese considerar 1,0 mm/0,6 mm (40 mil/24 mil).

(4) Os requisitos de espazamento da almofada, liña e vías

PAD e VIA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PAD e PAD: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PAD e PISTA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PISTA e PISTA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

A maiores densidades.

PAD e VIA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PAD e PAD: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PAD e PISTA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PISTA e PISTA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

7: Optimización do cableado e serigrafía

"Non hai mellor, só mellor"!Por moito que afondes no deseño, cando remates de debuxar e despois vaia botarlle unha ollada, aínda sentirás que moitos lugares se poden modificar.A experiencia xeral de deseño é que se leva o dobre de tempo en optimizar o cableado que en facer o cableado inicial.Despois de sentir que non hai lugar para modificar, podes poñer cobre.Colocación de cobre xeralmente colocando terra (preste atención á separación de terra analóxica e dixital), a tarxeta multicapa tamén pode ter que poñer enerxía.Cando se trate de serigrafía, teña coidado de non ser bloqueado polo dispositivo nin eliminado polo orificio superior e a almofada.Ao mesmo tempo, o deseño está mirando directamente ao lado do compoñente, a palabra da capa inferior debe facerse procesar imaxe especular, para non confundir o nivel.

8: Rede, comprobación DRC e comprobación da estrutura

Fóra do deseño de luz antes, xeralmente é necesario comprobar, cada empresa terá a súa propia Lista de verificación, incluíndo o principio, deseño, produción e outros aspectos dos requisitos.O seguinte é unha introdución das dúas funcións principais de verificación proporcionadas polo software.

9: Pintura de luz de saída

Antes da saída do deseño de luz, cómpre asegurarse de que a chapa é a última versión completada e que cumpra os requisitos de deseño.Os ficheiros de saída de debuxos lixeiros úsanse para que a fábrica de placas fabrique o taboleiro, a fábrica de stencils para facer o stencil, a fábrica de soldadura para facer os ficheiros de proceso, etc.

Os ficheiros de saída son (tomando un taboleiro de catro capas como exemplo)

1).Capa de cableado: refírese á capa de sinal convencional, principalmente o cableado.

Nomeado L1,L2,L3,L4, onde L representa a capa da capa de aliñamento.

2).Capa de serigrafía: refírese ao ficheiro de deseño para o procesamento da información de serigrafía no nivel, normalmente as capas superior e inferior teñen dispositivos ou funda de logotipo, haberá unha serigrafía da capa superior e unha serigrafía da capa inferior.

Denominación: a capa superior chámase SILK_TOP ;a capa inferior chámase SILK_BOTTOM .

3).Capa de resistencia á soldadura: refírese á capa do ficheiro de deseño que proporciona información de procesamento para o revestimento de aceite verde.

Denominación: a capa superior chámase SOLD_TOP;a capa inferior chámase SOLD_BOTTOM.

4).Capa de stencil: refírese ao nivel do ficheiro de deseño que proporciona información de procesamento para o revestimento de pasta de soldadura.Normalmente, no caso de que existan dispositivos SMD nas capas superior e inferior, haberá unha capa superior de plantilla e unha capa inferior de plantilla.

Denominación: a capa superior chámase PASTE_TOP ;a capa inferior chámase PASTE_BOTTOM.

5).Capa de perforación (contén 2 ficheiros, ficheiro de perforación CNC NC DRILL e debuxo de perforación DRILL DRAWING)

denominadas NC DRILL e DRILL DRAWING respectivamente.

10: Revisión do debuxo lixeiro

Despois da saída de debuxo de luz a revisión de debuxo de luz, Cam350 circuíto aberto e curtocircuíto e outros aspectos da comprobación antes de enviar ao taboleiro de fábrica de placas, máis tarde tamén ten que prestar atención á enxeñaría da tarxeta e á resposta do problema.

11: Información da placa PCB(Información de pintura de luz Gerber + requisitos da placa PCB + diagrama da placa de montaxe)

12: Confirmación de EQ de enxeñería de fábrica da placa PCB(Enxeñaría da placa e resposta ao problema)

13: Saída de datos de colocación de PCBA(información da plantilla, mapa de números de bits de colocación, ficheiro de coordenadas dos compoñentes)

Aquí está completo todo o fluxo de traballo do deseño de PCB dun proxecto

O deseño de PCB é un traballo moi detallado, polo que o deseño debe ser extremadamente coidadoso e paciente, ter en conta todos os aspectos dos factores, incluído o deseño para ter en conta a produción de montaxe e procesamento, e máis tarde para facilitar o mantemento e outras cuestións.Ademais, o deseño dalgúns bos hábitos de traballo fará que o seu deseño sexa máis razoable, un deseño máis eficiente, unha produción máis sinxela e un mellor rendemento.Bo deseño usado en produtos cotiáns, os consumidores tamén estarán máis seguros e confiados.