Proces projektowania PCB

Ogólny podstawowy proces projektowania płytek PCB wygląda następująco:

Przygotowanie wstępne → Projekt struktury PCB → Tabela orientacyjna sieci → Ustawianie reguł → Układ PCB → Okablowanie → Optymalizacja okablowania i sitodruk → Kontrola sieci i DRC oraz kontrola struktury → Malowanie światłem wyjściowym → Przegląd malowania światłem → Informacje o produkcji / pobieraniu próbek PCB → PCB inżynieria fabryki płytek Potwierdzenie EQ → Wyjście informacji SMD → zakończenie projektu.

1: Przygotowanie wstępne

Obejmuje to przygotowanie biblioteki pakietów i schematu.Przed zaprojektowaniem PCB należy najpierw przygotować schematyczny pakiet logiki SCH i bibliotekę pakietów PCB.Biblioteka pakietów może PADS jest dołączona do biblioteki, ale w sumie ciężko jest znaleźć odpowiednią, najlepiej stworzyć własną bibliotekę pakietów w oparciu o standardowe informacje o rozmiarze wybranego urządzenia.Zasadniczo najpierw wykonaj bibliotekę pakietów PCB, a następnie pakiet logiki SCH.Biblioteka pakietów PCB jest bardziej wymagająca, ma bezpośredni wpływ na instalację płytki;Wymagania dotyczące pakietu logicznego SCH są stosunkowo luźne, pod warunkiem, że zwróci się uwagę na definicję dobrych właściwości pinów i zgodność z pakietem PCB na linii.PS: zwróć uwagę na standardową bibliotekę ukrytych pinów.Następnie następuje projekt schematu i można przystąpić do projektowania PCB.

2: Projekt struktury PCB

Ten krok został określony w zależności od rozmiaru płytki i mechanicznego rozmieszczenia, środowiska projektowania PCB w celu narysowania powierzchni płytki PCB oraz wymagań dotyczących pozycjonowania w celu rozmieszczenia wymaganych złączy, kluczy/przełączników, otworów na śruby, otworów montażowych itp. Należy również w pełni rozważyć i określić obszar okablowania i obszar nieokablowany (np. ile wokół otworu na śrubę należy do obszaru bez okablowania).

3: Przewodnik po liście sieci

Zaleca się zaimportowanie ramki tablicy przed importem listy sieci.Zaimportuj ramkę płyty w formacie DXF lub ramkę w formacie emn.

4: Ustawienie reguły

Zgodnie z konkretnym projektem PCB można ustalić rozsądną zasadę, mówimy o zasadach, czy menedżer ograniczeń PADS, za pośrednictwem menedżera ograniczeń, w dowolnej części procesu projektowania pod kątem ograniczeń szerokości linii i odstępów bezpieczeństwa, nie spełnia ograniczeń późniejszego wykrycia DRC zostaną oznaczone znacznikami DRC.

Ogólne ustawienie zasad jest umieszczane przed układem, ponieważ czasami w trakcie układania trzeba wykonać pewne prace związane z rozwinięciem, zatem zasady należy ustalić przed rozwinięciem, a gdy projekt jest większy, można go ukończyć wydajniej.

Uwaga: Zasady mają na celu lepsze i szybsze wykonanie projektu, czyli ułatwienie projektantowi.

Standardowe ustawienia to.

1. Domyślna szerokość linii/odstęp między liniami dla typowych sygnałów.

2. Wybierz i ustaw otwór górny

3. Ustawienia szerokości linii i kolorów dla ważnych sygnałów i zasilaczy.

4. ustawienia warstwy planszy.

5: Układ PCB

Ogólny układ według poniższych zasad.

(1) Zgodnie z właściwościami elektrycznymi rozsądnej partycji, ogólnie podzielonej na: obszar obwodu cyfrowego (to znaczy strach przed zakłóceniami, ale także generuje zakłócenia), obszar obwodu analogowego (strach przed zakłóceniami), obszar napędu mocy (źródła zakłóceń ).

(2) aby spełnić tę samą funkcję obwodu, należy umieścić go jak najbliżej i dopasować komponenty, aby zapewnić jak najbardziej zwięzłe połączenie;jednocześnie dostosuj względne położenie pomiędzy blokami funkcjonalnymi, aby uzyskać jak najbardziej zwięzłe połączenie między blokami funkcjonalnymi.

(3) W przypadku masy komponentów należy wziąć pod uwagę miejsce instalacji i wytrzymałość instalacji;elementy wytwarzające ciepło należy umieścić oddzielnie od elementów wrażliwych na temperaturę, a w razie potrzeby należy rozważyć zastosowanie środków zapewniających konwekcję cieplną.

(4) Urządzenia sterujące we/wy jak najbliżej boku płytki drukowanej, blisko złącza wejściowego.

(5) generator zegara (taki jak: kryształ lub oscylator zegarowy) powinien znajdować się jak najbliżej urządzenia wykorzystywanego do produkcji zegara.

(6) w każdym układzie scalonym pomiędzy pinem wejściowym zasilania a masą należy dodać kondensator odsprzęgający (zazwyczaj przy użyciu kondensatora monolitycznego o wysokiej częstotliwości);przestrzeń na płytce jest gęsta, można także dodać kondensator tantalowy wokół kilku układów scalonych.

(7) cewka przekaźnika w celu dodania diody wyładowczej (puszka 1N4148).

(8) wymagania dotyczące układu, który powinien być zrównoważony, uporządkowany, nie obciążać głowy ani nie zlewozmywak.

Szczególną uwagę należy zwrócić na rozmieszczenie komponentów, musimy wziąć pod uwagę rzeczywisty rozmiar komponentów (zajmowaną powierzchnię i wysokość), względne położenie pomiędzy komponentami, aby zapewnić parametry elektryczne płytki oraz wykonalność i wygodę produkcji i przy jednoczesnej instalacji, należy zadbać o to, aby powyższe zasady znalazły odzwierciedlenie w założeniu odpowiednich modyfikacji rozmieszczenia urządzenia, tak aby było schludne i piękne, np. to samo urządzenie powinno być umieszczone starannie, w tym samym kierunku.Nie można umieścić w układzie „naprzemiennym”.

Ten krok jest związany z ogólnym obrazem płytki i trudnością kolejnego okablowania, dlatego należy włożyć w to trochę wysiłku.Podczas układania płytki możesz wykonać wstępne okablowanie w niepewnych miejscach i dokładnie to rozważyć.

6: Okablowanie

Okablowanie jest najważniejszym procesem w całym projekcie PCB.Będzie to miało bezpośredni wpływ na wydajność płytki PCB, jest dobra lub zła.W procesie projektowania płytki drukowanej okablowanie ma zazwyczaj trzy obszary podziału.

Pierwszym z nich jest tkanina, która jest najbardziej podstawowym wymogiem przy projektowaniu PCB.Jeśli linie nie zostaną ułożone tak, że wszędzie będzie latająca linia, będzie to deska niespełniająca standardów, że tak powiem, nie została wprowadzona.

Następnym krokiem jest spełnienie parametrów elektrycznych.Jest to miara tego, czy płytka drukowana spełnia standardy.Następnie należy dokładnie wyregulować okablowanie, aby uzyskać najlepszą wydajność elektryczną.

Potem przychodzi estetyka.Jeśli przewód elektryczny przejdzie, nie ma to wpływu na wydajność elektryczną danego miejsca, ale spojrzenie w przeszłość jest nieuporządkowane, a także kolorowe, kwieciste, że nawet jeśli wydajność elektryczna jest dobra, w oczach innych lub kawałek śmiecia .Stwarza to duże niedogodności podczas testowania i konserwacji.Okablowanie powinno być schludne i uporządkowane, a nie krzyżowane bez reguł.Mają one zapewnić wydajność elektryczną i spełnić inne indywidualne wymagania, aby osiągnąć cel, w przeciwnym razie należy postawić wóz przed koniem.

Okablowanie według poniższych zasad.

(1) Ogólnie rzecz biorąc, pierwszy powinien być podłączony do linii zasilających i uziemiających, aby zapewnić parametry elektryczne płytki.W granicach warunków spróbuj poszerzyć zasilanie, szerokość linii uziemiającej, najlepiej szerszą niż linia energetyczna, ich relacja jest następująca: linia uziemienia > linia energetyczna > linia sygnałowa, zwykle szerokość linii sygnałowej: 0,2 ~ 0,3 mm (około 8-12 mil), najcieńsza szerokość do 0,05 ~ 0,07 mm (2-3 mil), linia energetyczna wynosi zazwyczaj 1,2 ~ 2,5 mm (50-100 mil).100 mil).Płytkę obwodów cyfrowych można wykorzystać do utworzenia obwodu z szerokimi przewodami uziemiającymi, czyli do utworzenia sieci uziemień do wykorzystania (nie można w ten sposób wykorzystać masy obwodu analogowego).

(2) wstępne okablowanie spełnia bardziej rygorystyczne wymagania linii (takie jak linie wysokiej częstotliwości), należy unikać równoległych linii wejściowych i wyjściowych, aby nie powodować odbitych zakłóceń.W razie potrzeby należy dodać izolację uziemienia, a okablowanie dwóch sąsiednich warstw powinno być prostopadłe do siebie, równoległe, aby łatwo wytworzyć sprzężenie pasożytnicze.

(3) uziemienie powłoki oscylatora, linia zegara powinna być jak najkrótsza i nie można jej prowadzić wszędzie.Obwód oscylacji zegara poniżej, specjalna część obwodu logicznego o dużej prędkości, aby zwiększyć powierzchnię ziemi i nie powinna przechodzić do innych linii sygnałowych, aby otaczające pole elektryczne dążyło do zera;

(4) w miarę możliwości stosując okablowanie składane pod kątem 45°, nie należy stosować okablowania składanego pod kątem 90°, aby zmniejszyć promieniowanie sygnałów o wysokiej częstotliwości;(wysokie wymagania linii wykorzystują również linię podwójnego łuku)

(5) żadne linie sygnałowe nie tworzą pętli, np. nie da się tego uniknąć, pętle powinny być jak najmniejsze;linie sygnałowe powinny mieć jak najmniej otworów.

(6) Linia kluczowa możliwie krótka i gruba oraz po obu stronach uziemienie ochronne.

(7) poprzez transmisję wrażliwych sygnałów i sygnału pasma szumu za pomocą płaskiego kabla, aby zastosować sposób wyprowadzenia „masa – sygnał – masa”.

(8) Kluczowe sygnały powinny być zarezerwowane dla punktów testowych, aby ułatwić testowanie produkcji i konserwacji

(9) Po wykonaniu schematycznego okablowania należy je zoptymalizować;jednocześnie, po wstępnym sprawdzeniu sieci i sprawdzeniu DRC, nieokablowany obszar do wypełnienia uziemieniem, z dużą powierzchnią warstwy miedzi na masę, na płytce drukowanej nie jest używany w miejscu podłączenia do uziemienia, ponieważ grunt.Lub utwórz płytkę wielowarstwową, zasilanie i uziemienie zajmują każdą warstwę.

Wymagania dotyczące procesu okablowania PCB (można ustawić w zasadach)

(1) Linia

Ogólnie rzecz biorąc, szerokość linii sygnałowej wynosi 0,3 mm (12 mil), szerokość linii energetycznej 0,77 mm (30 mil) lub 1,27 mm (50 mil);między linią a linią oraz odległość między linią a podkładką jest większa lub równa 0,33 mm (13 mil), w rzeczywistym zastosowaniu należy uwzględnić warunki przy zwiększaniu odległości.

Gęstość okablowania jest duża, można rozważyć (ale nie jest to zalecane) użycie pinów układu scalonego między dwiema liniami, szerokość linii 0,254 mm (10 mil), odstęp między liniami jest nie mniejszy niż 0,254 mm (10 mil).W szczególnych przypadkach, gdy piny urządzenia są gęstsze i mają węższą szerokość, szerokość linii i odstępy między liniami można odpowiednio zmniejszyć.

(2) Pole lutownicze (PAD)

Podstawa lutownicza (PAD) i otwór przejściowy (VIA) podstawowe wymagania to: średnica krążka większa od średnicy otworu większa niż 0,6mm;na przykład rezystory pinowe ogólnego przeznaczenia, kondensatory i układy scalone itp., stosując rozmiar dysku/otwóru 1,6 mm / 0,8 mm (63 mil / 32 mil), gniazda, piny i diody 1N4007 itp., stosując rozmiar 1,8 mm / 1,0 mm (71 milionów / 39 milionów).Praktyczne zastosowania powinny opierać się na rzeczywistych rozmiarach elementów, aby określić, czy w miarę dostępności można zwiększyć rozmiar podkładki.

Otwór do montażu elementów konstrukcyjnych płytki PCB powinien być większy niż rzeczywisty rozmiar styków elementu i wynosić około 0,2–0,4 mm (8–16 mil).

(3) otwór przelotowy (VIA)

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

Gdy gęstość okablowania jest duża, rozmiar otworu można odpowiednio zmniejszyć, ale nie powinien być on zbyt mały. Można rozważyć 1,0 mm/0,6 mm (40 mil/24 mil).

(4) Wymagania dotyczące odstępów dla podkładki, żyłki i przelotek

PAD i VIA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PAD i PAD: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PODKŁADKA i TOR: ≥ 0,3 mm (12 mil)

TOR i TOR: ≥ 0,3 mm (12 mil)

Przy wyższych gęstościach.

PAD i VIA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PAD i PAD: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PODKŁADKA i TOR: ≥ 0,254 mm (10 mil)

TOR i TOR: ≥ 0,254 mm (10 mil)

7: Optymalizacja okablowania i sitodruk

„Nie ma najlepszego, jest tylko lepiej”!Nieważne, jak bardzo zagłębisz się w projekt, kiedy skończysz rysować, a następnie pójdziesz obejrzeć, nadal będziesz mieć wrażenie, że wiele miejsc można zmodyfikować.Ogólne doświadczenie projektowe jest takie, że optymalizacja okablowania zajmuje dwa razy więcej czasu niż wykonanie początkowego okablowania.Gdy poczujesz, że nie ma już miejsca na modyfikacje, możesz położyć miedź.Układanie miedzi, ogólnie układanie uziemienia (zwróć uwagę na oddzielenie uziemienia analogowego i cyfrowego), płyta wielowarstwowa może również wymagać podłączenia zasilania.W przypadku sitodruku należy uważać, aby nie zostać zablokowanym przez urządzenie lub usuniętym przez otwór i podkładkę.Jednocześnie projekt patrzy prosto na stronę komponentu, słowo na dolnej warstwie powinno zostać wykonane w formie lustrzanego odbicia, aby nie mylić poziomu.

8: Kontrola sieci, DRC i kontrola struktury

Ogólnie rzecz biorąc, poza wcześniejszym rysunkiem świetlnym należy sprawdzić, każda firma będzie miała własną listę kontrolną, obejmującą zasady, projekt, produkcję i inne aspekty wymagań.Poniżej znajduje się wprowadzenie do dwóch głównych funkcji sprawdzania dostępnych w oprogramowaniu.

9: Malowanie światłem wyjściowym

Przed wykonaniem rysunku świetlnego należy upewnić się, że okleina jest najnowszą wersją, która została ukończona i spełnia wymagania projektowe.Pliki wyjściowe rysunków świetlnych są wykorzystywane w fabryce płytek do wykonania płytki, fabryce szablonów do wykonania szablonu, fabryce spawania do wykonania plików procesowych itp.

Pliki wyjściowe to (na przykładzie płyty czterowarstwowej)

1).Warstwa okablowania: odnosi się do konwencjonalnej warstwy sygnału, głównie okablowania.

Nazwany L1, L2, L3, L4, gdzie L oznacza warstwę warstwy wyrównującej.

2).Warstwa sitodruku: odnosi się do pliku projektu do przetwarzania informacji o sitodruku na poziomie, zwykle górna i dolna warstwa mają urządzenia lub obudowę z logo, będzie sitodruk na górnej i dolnej warstwie.

Nazewnictwo: Górna warstwa nosi nazwę SILK_TOP;dolna warstwa nosi nazwę SILK_BOTTOM.

3).Warstwa odporna na lutowanie: odnosi się do warstwy w pliku projektu, która dostarcza informacji o przetwarzaniu zielonej powłoki olejowej.

Nazewnictwo: Górna warstwa nosi nazwę SOLD_TOP;dolna warstwa nosi nazwę SOLD_BOTTOM.

4).Warstwa szablonu: odnosi się do poziomu w pliku projektu, który dostarcza informacji o przetwarzaniu powłoki pasty lutowniczej.Zwykle w przypadku, gdy urządzenia SMD znajdują się zarówno na górnej, jak i dolnej warstwie, będzie górna warstwa szablonu i dolna warstwa szablonu.

Nazewnictwo: Górna warstwa nosi nazwę PASTE_TOP;dolna warstwa nosi nazwę PASTE_BOTTOM.

5).Warstwa wierceń (zawiera 2 pliki, plik wiercenia NC DRILL CNC i rysunek wiercenia DRILL RYSUNEK)

nazwane odpowiednio WIERTŁEM NC i RYSUNKIEM WIERCENIA.

10: Przegląd rysunku świetlnego

Po przesłaniu rysunku świetlnego do przeglądu rysunku świetlnego, otwarciu i zwarciu Cam350 oraz innych aspektach kontroli przed wysłaniem do płyty fabrycznej, później należy również zwrócić uwagę na inżynierię płytki i reakcję na problem.

11: Informacje o płytce PCB(Informacje o malowaniu światłem Gerber + wymagania dotyczące płytki PCB + schemat płytki montażowej)

12: Potwierdzenie fabrycznego EQ płytki drukowanej(inżynieria płyty i odpowiedź na problem)

13: Dane wyjściowe dotyczące rozmieszczenia PCBA(informacje o szablonie, mapa numerów bitów rozmieszczenia, plik współrzędnych komponentu)

Tutaj cały proces projektowania PCB projektu jest zakończony

Projekt PCB to bardzo szczegółowa praca, dlatego przy projektowaniu należy zachować szczególną ostrożność i cierpliwość, w pełni uwzględnić wszystkie aspekty, łącznie z projektem uwzględniającym produkcję, montaż i obróbkę, a później ułatwić konserwację i inne kwestie.Ponadto zaprojektowanie dobrych nawyków pracy sprawi, że Twój projekt będzie bardziej rozsądny, wydajniejszy, łatwiejszy w produkcji i lepszej wydajności.Dobry design zastosowany w produktach codziennego użytku sprawi, że konsumenci będą również bardziej pewni siebie i obdarzeni zaufaniem.