PCB tasarım süreci

Genel PCB temel tasarım süreci aşağıdaki gibidir:

Ön hazırlık → PCB yapı tasarımı → ağ tablosu kılavuzu → kural belirleme → PCB düzeni → kablolama → kablolama optimizasyonu ve serigrafi → ağ ve DRC kontrolü ve yapı kontrolü → çıkış ışık boyaması → ışık boyama incelemesi → PCB kartı üretimi / örnekleme bilgileri → PCB kart fabrikası mühendisliği EQ onayı → SMD bilgi çıkışı → projenin tamamlanması.

1: Ön hazırlık

Buna paket kütüphanesinin ve şemasının hazırlanması da dahildir.PCB tasarımından önce ilk olarak şematik SCH mantık paketini ve PCB paket kütüphanesini hazırlayın.Paket kütüphanesi PADS kütüphane ile birlikte gelir ancak genel olarak doğru olanı bulmak zordur, en iyisi seçilen cihazın standart boyut bilgisine dayanarak kendi paket kütüphanenizi oluşturmaktır.Prensip olarak önce PCB paket kütüphanesini, ardından SCH mantık paketini yapın.PCB paket kütüphanesi daha zorludur, kartın kurulumunu doğrudan etkiler;İyi pin özelliklerinin tanımına ve hattaki PCB paketiyle yazışmalara dikkat ettiğiniz sürece, SCH mantık paketi gereksinimleri nispeten gevşektir.Not: Gizli pinlerin standart kütüphanesine dikkat edin.Bundan sonra şematik tasarım yapılır, PCB tasarımı yapmaya hazırız.

2: PCB yapı tasarımı

Bu adımda kart boyutuna ve mekanik konumlandırmaya göre belirlenmiş, PCB tasarım ortamının PCB kartı yüzeyini çizmesi ve gerekli konnektörlerin, anahtarların/anahtarların, vida deliklerinin, montaj deliklerinin vb. yerleştirilmesi için konumlandırma gereksinimleri belirlenmiştir. Kablolama alanını ve kablolama dışı alanı (örneğin vida deliği çevresinin ne kadarının kablolama olmayan alana ait olduğu gibi) tamamen göz önünde bulundurun ve belirleyin.

3: Netlisteyi yönlendirin

Netlist'i içe aktarmadan önce pano çerçevesini içe aktarmanız önerilir.DXF formatlı pano çerçevesini veya emn formatlı pano çerçevesini içe aktarın.

4: Kural belirleme

Spesifik PCB tasarımına göre makul bir kural kurulabilir, kurallardan bahsediyoruz, PADS kısıtlama yöneticisi, tasarım sürecinin herhangi bir bölümünde kısıtlama yöneticisi aracılığıyla çizgi genişliği ve güvenlik aralığı kısıtlamaları kısıtlamaları karşılamıyor sonraki DRC tespitinin sonuçları DRC İşaretleyicileri ile işaretlenecektir.

Genel kural ayarı düzenden önce yerleştirilir çünkü bazen bazı yayma çalışmalarının yerleşim sırasında tamamlanması gerekir, dolayısıyla kuralların yaymadan önce ayarlanması gerekir ve tasarım projesi daha büyük olduğunda tasarım daha verimli bir şekilde tamamlanabilir.

Not: Kurallar tasarımı daha iyi ve daha hızlı tamamlamak, yani tasarımcıyı kolaylaştırmak için konulmuştur.

Normal ayarlar şöyledir.

1. Ortak sinyaller için varsayılan satır genişliği/satır aralığı.

2. Deliğin üzerini seçin ve ayarlayın

3. Önemli sinyaller ve güç kaynakları için çizgi genişliği ve renk ayarları.

4. pano katmanı ayarları.

5: PCB düzeni

Aşağıdaki prensiplere göre genel yerleşim.

(1) Makul bir bölümün elektriksel özelliklerine göre, genellikle şu bölümlere ayrılır: dijital devre alanı (yani parazit korkusu, aynı zamanda parazit üretir), analog devre alanı (parazit korkusu), güç tahrik alanı (parazit kaynakları) ).

(2) devrenin aynı işlevini tamamlamak için mümkün olduğu kadar yakın yerleştirilmeli ve en kısa bağlantıyı sağlayacak şekilde bileşenler ayarlanmalıdır;aynı zamanda fonksiyonel bloklar arasında en kısa bağlantıyı kurmak için fonksiyonel bloklar arasındaki göreceli konumu ayarlayın.

(3) Bileşenlerin kütlesi için kurulum yeri ve kurulum gücü dikkate alınmalıdır;ısı üreten bileşenler sıcaklığa duyarlı bileşenlerden ayrı yerleştirilmeli ve gerektiğinde termal konveksiyon önlemleri dikkate alınmalıdır.

(4) G/Ç sürücü aygıtları, baskılı kartın yan tarafına mümkün olduğunca yakın, giriş konektörüne yakın.

(5) saat üretecinin (kristal veya saat osilatörü gibi) saat için kullanılan cihaza mümkün olduğu kadar yakın olması.

(6) güç girişi pimi ile toprak arasındaki her entegre devrede, bir dekuplaj kapasitörü eklemeniz gerekir (genellikle monolitik kapasitörün yüksek frekans performansını kullanarak);Kart alanı yoğun olduğundan, çeşitli entegre devrelerin etrafına bir tantal kapasitör de ekleyebilirsiniz.

(7) röle bobinine bir deşarj diyotu ekleyin (1N4148 kutu).

(8) Yerleşim gereksinimleri dengeli, düzenli olmalı, kafayı ağırlaştırmamalı veya batmamalıdır.

Bileşenlerin yerleştirilmesine özel dikkat gösterilmeli, bileşenlerin gerçek boyutunu (kaplanan alan ve yükseklik), kartın elektriksel performansını sağlamak için bileşenler arasındaki göreceli konumu ve üretimin fizibilitesini ve uygunluğunu dikkate almalıyız. Aynı anda kurulum, yukarıdaki ilkelerin, cihazın yerleştirilmesinde uygun değişikliklerin yapılması öncülüne yansıtılabilmesini sağlamalı, böylece cihazın düzgün ve güzel olması sağlanır, örneğin aynı cihazın düzgün bir şekilde, aynı yönde yerleştirilmesi gibi.“Kademeli” bir şekilde yerleştirilemez.

Bu adım, kartın genel görüntüsü ve bir sonraki kablolamanın zorluğu ile ilgilidir, bu nedenle biraz çaba gösterilmesi gerekir.Panoyu döşerken çok emin olmadığınız yerler için ön kablolama yapabilir ve bunu iyice değerlendirebilirsiniz.

6: Kablolama

Kablolama, PCB tasarımının tamamındaki en önemli süreçtir.Bu, PCB kartının performansını doğrudan etkileyecektir, iyi ya da kötü.PCB'nin tasarım sürecinde kablolama genellikle üç bölüme ayrılır.

Bunlardan ilki, PCB tasarımının en temel gereksinimleri olan kumaş geçişidir.Eğer çizgiler her yerde uçuş hattı olacak şekilde döşenmezse, tabiri caizse standartların altında bir tahta getirilmemiştir.

Bir sonraki adım ise karşılanması gereken elektriksel performanstır.Bu bir baskılı devre kartının standartlara uygun olup olmadığının ölçüsüdür.Bu, kumaşı geçtikten sonra, en iyi elektrik performansını elde edebilmek için kabloları dikkatlice ayarlayın.

Daha sonra estetik gelir.Kablolama beziniz geçerse, mekanın elektriksel performansını etkileyecek hiçbir şey yoktur, ancak geçmişe düzensiz, üstelik rengarenk, çiçekli bir bakış atarsanız, elektriksel performansınız ne kadar iyi olsa bile başkalarının gözünde veya bir çöp parçası .Bu durum test ve bakımda büyük sıkıntı yaratır.Kablolama düzgün ve düzenli olmalı, kuralsız çaprazlama yapılmamalıdır.Bunlar, elektrik performansını sağlamak ve durumu elde etmek için diğer bireysel gereksinimleri karşılamak içindir, aksi takdirde arabayı atın önüne koymak gerekir.

Aşağıdaki prensiplere göre kablolama.

(1) Genel olarak, kartın elektriksel performansını sağlamak için ilki güç ve toprak hatları için kablolanmalıdır.Koşulların sınırları dahilinde, güç kaynağını, toprak hattı genişliğini, tercihen güç hattından daha geniş genişletmeye çalışın, aralarındaki ilişki şu şekildedir: toprak hattı> güç hattı> sinyal hattı, genellikle sinyal hattı genişliği: 0,2 ~ 0,3 mm (yaklaşık 8-12mil), en ince genişlik 0,05 ~ 0,07 mm'ye (2-3mil) kadardır, güç hattı genellikle 1,2 ~ 2,5 mm'dir (50-100mil).100mil).Dijital devrelerin PCB'si geniş topraklama kablolarından oluşan bir devre oluşturmak, yani kullanılacak bir topraklama ağı oluşturmak için kullanılabilir (analog devre topraklaması bu şekilde kullanılamaz).

(2) hattın daha katı gereksinimlerinin (yüksek frekans hatları gibi) ön kablolaması, yansıyan parazit oluşturmamak için giriş ve çıkış yan hatlarının paralel bitişik olmasından kaçınılmalıdır.Gerekirse toprak izolasyonu eklenmeli ve iki bitişik katmanın kabloları birbirine dik, paralel olarak kolayca parazitik bağlantı oluşturulmalıdır.

(3) osilatör kabuğunun topraklanması, saat çizgisi mümkün olduğu kadar kısa olmalı ve her yere yönlendirilmemelidir.Saat salınım devresinin altında, özel yüksek hızlı mantık devresi parçası yerin alanını arttırmak ve çevredeki elektrik alanını sıfıra meyletmek için diğer sinyal hatlarına gitmemelidir;

(4) mümkün olduğu kadar 45° katlı kablo kullanın, yüksek frekanslı sinyallerin radyasyonunu azaltmak için 90° katlı kablo kullanmayın;(Hattın yüksek gereksinimleri aynı zamanda çift yay hattını da kullanır)

(5) herhangi bir sinyal hattının kaçınılmaz olduğu gibi döngüler oluşturmaması, döngülerin mümkün olduğu kadar küçük olması gerekir;Sinyal hatlarında mümkün olduğunca az delik bulunmalıdır.

(6) Anahtar hattı mümkün olduğu kadar kısa ve kalın, her iki tarafı da koruyucu zeminli.

(7) hassas sinyallerin ve gürültü alanı bant sinyalinin düz kablo iletimi yoluyla, "toprak - sinyal - toprak" yolunu kullanmak için.

(8) Üretim ve bakım testlerini kolaylaştırmak için anahtar sinyaller test noktalarına ayrılmalıdır.

(9) Şematik kablolama tamamlandıktan sonra kablolama optimize edilmelidir;aynı zamanda, ilk ağ kontrolü ve DRC kontrolü doğru olduktan sonra, topraklama için kablosuz alan, topraklama için geniş bir bakır katman alanı ile, baskılı devre kartında kullanılmayan yerde toprağa bağlanır. zemin.Veya çok katmanlı bir tahta yapın; güç ve toprağın her biri bir katmanı kaplar.

PCB kablolama işlemi gereksinimleri (kurallarda belirlenebilir)

(1) Hat

Genel olarak, sinyal hattı genişliği 0,3 mm (12mil), güç hattı genişliği 0,77 mm (30mil) veya 1,27 mm (50mil);çizgi ile çizgi arasında ve çizgi ile ped arasındaki mesafe 0,33 mm'den (13mil) büyük veya buna eşitse, gerçek uygulamada, mesafe artırıldığında koşullar dikkate alınmalıdır.

Kablolama yoğunluğu yüksektir, iki hat arasında IC pinlerinin kullanılması düşünülebilir (ancak tavsiye edilmez), çizgi genişliği 0,254 mm'dir (10mil), satır aralığı 0,254 mm'den (10mil) az değildir.Özel durumlarda, cihaz pinlerinin daha yoğun ve daha dar genişlikte olduğu durumlarda, satır genişliği ve satır aralığı uygun şekilde azaltılabilir.

(2) Lehim pedleri (PAD)

Lehim pedi (PAD) ve geçiş deliği (VIA) için temel gereksinimler şunlardır: diskin çapının, deliğin çapından 0,6 mm'den büyük olması;örneğin genel amaçlı pin dirençleri, kapasitörler ve entegre devreler vb., disk/delik boyutu 1.6mm/0.8mm (63mil/32mil) kullanılarak, soketler, pinler ve diyotlar 1N4007 vb. kullanılarak, 1.8mm/1.0mm (71mil / 39mil).Pratik uygulamalarda, bileşenlerin gerçek boyutları temel alınarak belirlenmeli, mevcut olduğunda ped boyutunun arttırılması uygun olabilir.

PCB kartı tasarım bileşeni montaj açıklığı, bileşen pinlerinin gerçek boyutundan 0,2 ~ 0,4 mm (8-16mil) veya daha büyük olmalıdır.

(3) delik üstü (VIA)

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

Kablolama yoğunluğu yüksek olduğunda, aşırı delik boyutu uygun şekilde azaltılabilir ancak çok küçük olmamalıdır; 1,0 mm/0,6 mm (40 mil/24 mil) düşünülebilir.

(4) Pedin, hattın ve yolların aralık gereksinimleri

PAD ve VIA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PED ve PED: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PED ve PARÇA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PARÇA ve PARÇA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

Daha yüksek yoğunluklarda.

PAD ve VIA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PED ve PED: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PED ve PARÇA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PARÇA ve PARÇA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

7: Kablolama optimizasyonu ve serigrafi

“En iyisi yoktur, daha iyisi vardır”!Tasarımı ne kadar derinlemesine incelerseniz inceleyin, çizimi bitirip bir göz attığınızda yine de birçok yerin değiştirilebileceğini hissedeceksiniz.Genel tasarım deneyimi, kablolamayı optimize etmenin, ilk kablolamayı yapmaktan iki kat daha uzun sürmesidir.Değiştirilecek bir yer olmadığını hissettikten sonra bakır döşeyebilirsiniz.Bakır döşeme genellikle zemin döşemesi (analog ve dijital zemin ayrımına dikkat edin), çok katmanlı panoların da güç döşemesi gerekebilir.Serigrafi için cihaz tarafından engellenmemesine veya üst delik ve ped tarafından çıkarılmamasına dikkat edin.Aynı zamanda tasarım bileşen tarafına dik olarak bakmaktadır, seviyeyi karıştırmamak için alt katmandaki kelimenin ayna görüntüsü işlemi yapılmalıdır.

8: Ağ, DRC kontrolü ve yapı kontrolü

Genel olarak kontrol edilmesi gereken hafif çizimden önce, her şirketin prensip, tasarım, üretim ve gereksinimlerin diğer yönlerini içeren kendi Kontrol Listesi olacaktır.Aşağıda yazılım tarafından sağlanan iki ana kontrol fonksiyonuna ilişkin bir giriş yer almaktadır.

9: Çıkış ışık boyaması

Işık çizimi çıktısı almadan önce kaplamanın tamamlanmış ve tasarım gereksinimlerini karşılayan en son versiyon olduğundan emin olmanız gerekir.Işık çizimi çıktı dosyaları, pano fabrikasında panoyu yapmak için, şablon fabrikasında şablonu yapmak için, kaynak fabrikasında işlem dosyalarını yapmak vb. için kullanılır.

Çıktı dosyaları (örnek olarak dört katmanlı kart alınarak)

1).Kablolama katmanı: esas olarak kablolama olmak üzere geleneksel sinyal katmanını ifade eder.

L1,L2,L3,L4 olarak adlandırılmıştır; burada L, hizalama katmanının katmanını temsil eder.

2).Serigrafi katmanı: Serigrafi bilgilerinin seviyede işlenmesi için tasarım dosyasını ifade eder, genellikle üst ve alt katmanlarda cihazlar veya logo kutusu bulunur, üst katmanda serigrafi ve alt katmanda serigrafi olacaktır.

Adlandırma: Üst katman SILK_TOP olarak adlandırılır;alt katman SILK_BOTTOM olarak adlandırılır.

3).Lehim direnci katmanı: tasarım dosyasında yeşil yağlı kaplama için işlem bilgisi sağlayan katmanı ifade eder.

Adlandırma: Üst katman SOLD_TOP olarak adlandırılır;alt katman SOLD_BOTTOM olarak adlandırılır.

4).Şablon katmanı: tasarım dosyasında lehim pastası kaplaması için işlem bilgisi sağlayan seviyeyi ifade eder.Genellikle hem üst hem de alt katmanlarda SMD cihazlarının olması durumunda, bir şablon üst katmanı ve bir şablon alt katmanı olacaktır.

Adlandırma: Üst katman PASTE_TOP olarak adlandırılır;alt katman PASTE_BOTTOM olarak adlandırılır.

5).Matkap katmanı (2 dosya, NC DRILL CNC delme dosyası ve DRILL RAWING delme çizimi içerir)

sırasıyla NC DRILL ve DRILL RESİM olarak adlandırılmıştır.

10: Işık çiziminin gözden geçirilmesi

Işık çiziminin çıktısından sonra, ışık çiziminin gözden geçirilmesi, Cam350'nin açık ve kısa devre kontrolü ve pano fabrikasına gönderilmeden önce kontrolün diğer yönleri, daha sonra pano mühendisliğine ve problem yanıtına da dikkat edilmesi gerekir.

11: PCB kartı bilgisi(Gerber ışıklı boyama bilgileri + PCB kartı gereksinimleri + montaj kartı şeması)

12: PCB kartı fabrika mühendisliği EQ onayı(pano mühendisliği ve problem yanıtı)

13: PCBA yerleştirme veri çıkışı(kalıp bilgileri, yerleştirme bit numarası haritası, bileşen koordinatları dosyası)

Burada bir proje PCB tasarımının tüm iş akışı tamamlandı

PCB tasarımı çok detaylı bir çalışmadır, bu nedenle tasarım son derece dikkatli ve sabırlı olmalı, montaj ve işleme üretimini hesaba katacak tasarım da dahil olmak üzere faktörlerin tüm yönlerini tam olarak dikkate almalı ve daha sonra bakım ve diğer konuları kolaylaştırmalıdır.Ayrıca bazı iyi çalışma alışkanlıklarının tasarlanması, tasarımınızı daha makul, daha verimli tasarım, daha kolay üretim ve daha iyi performans sağlayacaktır.İyi tasarım günlük ürünlerde kullanıldığında, tüketiciler de daha güvende olacak ve güven duyacaktır.