Der allgemeine grundlegende PCB-Designprozess ist wie folgt: Vorbereitende Vorbereitung – > PCB-Strukturdesign – > PCB-Layout – > Verdrahtung – > Verdrahtungsoptimierung und Siebdruck – > Netzwerk- und DRC-Inspektion und Strukturinspektion – > Plattenherstellung.
Vorbereitende Vorbereitung.
Dazu gehört auch die Erstellung von Katalogen und Schaltplänen.“ Wer gute Arbeit leisten will, muss seine Werkzeuge erst schärfen. „Um ein gutes Board zu machen, sollte man nicht nur das Prinzip gestalten, sondern auch gut zeichnen. Bereiten Sie vor dem PCB-Design zunächst die Komponentenbibliothek von Schaltplan Sch und PCB vor. Die Komponentenbibliothek kann Protel sein (viele elektronische Altvögel waren damals Protel), aber es ist schwierig, eine geeignete zu finden. Es ist besser, die Komponentenbibliothek gemäß den Standardgrößendaten des ausgewählten Geräts zu erstellen. Erstellen Sie im Prinzip zuerst die Komponentenbibliothek von PCB und dann die Komponentenbibliothek von sch. Die Komponentenbibliothek von PCB stellt hohe Anforderungen, die sich direkt auf die Installation der Platine auswirken; Die Anforderungen an die Komponentenbibliothek von SCH sind relativ locker. Achten Sie nur auf die Definition der Pin-Attribute und die entsprechende Beziehung zu PCB-Komponenten. PS: Beachten Sie die versteckten Pins in der Standardbibliothek. Dann ist da noch der schematische Aufbau. Wenn Sie bereit sind, können Sie mit dem PCB-Design beginnen.
Zweitens: PCB-Strukturdesign.
Zeichnen Sie in diesem Schritt entsprechend der ermittelten Leiterplattengröße und verschiedenen mechanischen Positionierungen die Leiterplattenoberfläche in der Leiterplattendesignumgebung und platzieren Sie die erforderlichen Steckverbinder, Tasten / Schalter, Schraubenlöcher, Montagelöcher usw. entsprechend den Positionierungsanforderungen. Berücksichtigen und bestimmen Sie den Verdrahtungsbereich und den Nichtverdrahtungsbereich (z. B. wie viel Fläche um das Schraubenloch zum Nichtverdrahtungsbereich gehört).
Drittens: PCB-Layout.
Das Layout besteht darin, Geräte auf die Platine zu legen. Wenn alle oben genannten Vorbereitungen abgeschlossen sind, können Sie zu diesem Zeitpunkt eine Netzwerktabelle (Design – > Netzliste erstellen) auf dem Schaltplan erstellen und dann eine Netzwerktabelle (Design – > Netze laden) auf dem Leiterplattenplan importieren. Sie können sehen, dass die Geräte alle gestapelt sind und zwischen den Pins fliegende Drähte liegen, um die Verbindung zu veranlassen. Dann können Sie das Gerät auslegen. Die allgemeine Auslegung erfolgt nach folgenden Grundsätzen:
① Angemessene Zoneneinteilung entsprechend der elektrischen Leistung, im Allgemeinen unterteilt in: Digitalschaltungsbereich (dh Angst vor Interferenzen und Interferenzen), Analogschaltungsbereich (Angst vor Interferenzen) und Leistungstreiberbereich (Störquelle);
② Stromkreise, die dieselbe Funktion erfüllen, müssen so nahe wie möglich platziert werden, und alle Komponenten müssen so angepasst sein, dass eine einfache Verdrahtung gewährleistet ist; Passen Sie gleichzeitig die relative Position zwischen den Funktionsblöcken an, um die Verbindung zwischen den Funktionsblöcken prägnant zu machen;
. bei Bauteilen mit hoher Qualität sind Einbaulage und Einbaufestigkeit zu berücksichtigen; Heizelemente sind getrennt von temperaturempfindlichen Elementen anzubringen, und gegebenenfalls sind Maßnahmen der Wärmekonvektion zu berücksichtigen;
④ Der I / O-Treiber sollte sich möglichst nahe am Rand der Leiterplatte und des abgehenden Steckers befinden;
⑤ Der Taktgenerator (wie Quarzoszillator oder Taktoszillator) sollte sich so nah wie möglich am Gerät befinden, das die Uhr verwendet;
⑥ Ein Entkopplungskondensator (im Allgemeinen wird ein Single-Stone-Kondensator mit guter Hochfrequenzleistung verwendet) muss zwischen dem Stromeingangspin jedes integrierten Schaltkreises und Masse hinzugefügt werden; Bei dichtem Platz auf der Leiterplatte kann auch ein Tantalkondensator um mehrere integrierte Schaltungen herum hinzugefügt werden.
. an der Relaisspule muss eine Entladediode (1N4148) hinzugefügt werden;
⑧ Das Layout muss ausgewogen, dicht und geordnet sein und darf nicht kopflastig oder schwer sein
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——Besondere Aufmerksamkeit ist erforderlich
Beim Platzieren von Komponenten müssen die tatsächliche Größe (Fläche und Höhe) der Komponenten und die relative Position zwischen den Komponenten berücksichtigt werden, um die elektrische Leistung der Leiterplatte und die Durchführbarkeit und den Komfort der Produktion und Installation zu gewährleisten. Gleichzeitig sollte unter der Prämisse, dass die oben genannten Prinzipien widergespiegelt werden können, die Platzierung der Komponenten entsprechend modifiziert werden, um sie ordentlich und schön zu machen. Ähnliche Komponenten sollten sauber platziert werden In die gleiche Richtung können sie nicht „zerstreut“ werden.
Dieser Schritt hängt mit dem Gesamtbild der Platine und der Schwierigkeit der Verdrahtung im nächsten Schritt zusammen, daher sollten wir große Anstrengungen unternehmen, um ihn zu berücksichtigen. Während des Layouts kann eine vorläufige Verdrahtung für unsichere Stellen vorgenommen und vollständig berücksichtigt werden.
Viertens: Verkabelung.
Die Verdrahtung ist ein wichtiger Prozess im gesamten PCB-Design. Dies wirkt sich direkt auf die Leistung von PCB aus. Beim PCB-Design wird die Verdrahtung im Allgemeinen in drei Bereiche unterteilt: Der erste ist die Verdrahtung, die die Grundvoraussetzung für das PCB-Design ist. Wenn die Leinen nicht verbunden sind und es eine Flugleine gibt, handelt es sich um ein unqualifiziertes Board. Man kann sagen, dass es noch nicht eingeführt wurde. Die zweite ist die Zufriedenheit mit der elektrischen Leistung. Dies ist der Standard, um zu messen, ob eine Leiterplatte qualifiziert ist. Dies dient dazu, die Verdrahtung nach der Verdrahtung sorgfältig anzupassen, um eine gute elektrische Leistung zu erzielen. Dann gibt es Schönheit. Wenn Ihre Verkabelung angeschlossen ist, gibt es keinen Ort, um die Leistung von Elektrogeräten zu beeinträchtigen, aber auf den ersten Blick ist es in der Vergangenheit ungeordnet, gepaart mit bunt und bunt, selbst wenn Ihre elektrische Leistung gut ist, ist es immer noch ein Stück von Müll in den Augen anderer. Dies bringt große Unannehmlichkeiten beim Testen und bei der Wartung mit sich. Die Verkabelung sollte sauber und einheitlich sein, nicht kreuz und quer und desorganisiert. Diese sollten unter der Bedingung der Sicherstellung der elektrischen Leistungsfähigkeit und der Erfüllung anderer individueller Anforderungen realisiert werden, da sonst die Grundlagen aufgegeben werden. Bei der Verdrahtung sind folgende Grundsätze zu beachten:
① Im Allgemeinen müssen die Stromleitung und das Erdungskabel zuerst verdrahtet werden, um die elektrische Leistung der Leiterplatte sicherzustellen. Innerhalb des zulässigen Bereichs muss die Breite der Stromversorgung und des Erdungskabels so weit wie möglich erweitert werden. Es ist besser, dass das Erdungskabel breiter ist als die Breite der Stromleitung. Ihre Beziehung ist: Erdungskabel > Stromleitung > Signalleitung. Im Allgemeinen beträgt die Breite der Signalleitung 0.2 bis 0.3 mm, die feine Breite kann 0.05 bis 0.07 mm erreichen und die Stromleitung beträgt im Allgemeinen 1.2 bis 2.5 mm. Für die Leiterplatte einer digitalen Schaltung kann ein breiter Erdungsdraht verwendet werden, um eine Schaltung zu bilden, d. h. um ein Erdungsnetzwerk zu bilden (die Masse der analogen Schaltung kann auf diese Weise nicht verwendet werden).
② Drähte mit strengen Anforderungen (z. B. Hochfrequenzleitungen) müssen im Voraus verdrahtet werden, und die Seitenleitungen des Eingangsendes und des Ausgangsendes müssen benachbarte Parallelen vermeiden, um Reflexionsstörungen zu vermeiden. Falls erforderlich, muss ein Erdungsdraht zur Isolierung hinzugefügt werden. Die Verdrahtung zweier benachbarter Schichten muss senkrecht zueinander und parallel sein, wodurch eine parasitäre Kopplung leicht erzeugt werden kann.
③ Der Oszillatormantel muss geerdet sein und die Taktleitung soll so kurz wie möglich sein und darf nicht überall sein. Unter der Taktoszillationsschaltung und der speziellen Hochgeschwindigkeits-Logikschaltung sollte die Erdfläche vergrößert werden, und es sollten keine anderen Signalleitungen verwendet werden, um das umgebende elektrische Feld nahe Null zu bringen;
④ Soweit möglich sind 45o unterbrochene Leitungen zu verwenden und 90o unterbrochene Leitungen dürfen nicht verwendet werden, um die Abstrahlung von Hochfrequenzsignalen zu reduzieren（ Bei Leitungen mit hohen Anforderungen sollte auch Doppelbogen verwendet werden)
⑤ Keine Signalleitung darf eine Schleife bilden. Wenn es unvermeidlich ist, soll die Schleife so klein wie möglich sein; Die Durchkontaktierungen von Signalleitungen sollen so gering wie möglich sein;
⑥ Die Schlüssellinien müssen so kurz und dick wie möglich sein, und auf beiden Seiten müssen Schutzbereiche hinzugefügt werden.
⑦ Bei der Übertragung von empfindlichen Signalen und Störfeldsignalen über Flachkabel muss dieses als „Massekabel-Signalerdungskabel“ herausgeführt werden.
⑧ Testpunkte müssen für Schlüsselsignale reserviert werden, um Produktion, Wartung und Erkennung zu erleichtern
. Nachdem die schematische Verdrahtung abgeschlossen ist, soll die Verdrahtung optimiert werden; Zur gleichen Zeit, nachdem die vorläufige Netzwerkinspektion und DRC-Inspektion korrekt sind, füllen Sie den nicht verdrahteten Bereich mit Erdungsdraht, verwenden Sie eine große Kupferschicht als Erdungsdraht und verbinden Sie die nicht verwendeten Stellen mit der Erde auf der Leiterplatte wie das Erdungskabel. Oder es kann zu einer Multilayer-Platine verarbeitet werden und die Stromversorgung und das Erdungskabel nehmen jeweils eine Etage ein.
——Anforderungen an den Leiterplattenverdrahtungsprozess
. Leitung
Im Allgemeinen beträgt die Breite der Signalleitung 0.3 mm (12 mil) und die Breite der Stromleitung beträgt 0.77 mm (30 mil) oder 1.27 mm (50 mil); Der Abstand zwischen den Linien und zwischen den Linien und den Pads ist größer oder gleich 0.33 mm (13 mil). In der praktischen Anwendung, wenn die Bedingungen es zulassen, den Abstand vergrößern;
Wenn die Verdrahtungsdichte hoch ist, kann erwogen (aber nicht empfohlen) werden, zwei Drähte zwischen den IC-Pins zu verwenden. Die Breite der Drähte beträgt 0.254 mm (10 mil) und der Drahtabstand beträgt nicht weniger als 0.254 mm (10 mil). Unter besonderen Umständen, wenn die Gerätestifte dicht und die Breite schmal sind, können die Linienbreite und der Linienabstand entsprechend reduziert werden.
. Pad
Die Grundanforderungen für Pad und Via sind wie folgt: Der Durchmesser des Pads muss größer als 0.6 mm sein als der des Lochs; Für allgemeine Pin-Widerstände, Kondensatoren und integrierte Schaltkreise beträgt die Platten- / Lochgröße beispielsweise 1.6 mm / 0.8 mm (63 mil / 32 mil) und die Buchse, der Stift und die Diode 1N4007 sind 1.8 mm / 1.0 mm (71 mil / 39 mil). In der praktischen Anwendung sollte sie nach der Größe der tatsächlichen Bauteile bestimmt werden. Wenn möglich, kann die Padgröße entsprechend erhöht werden;
Die auf der Leiterplatte vorgesehene Bauteilmontageöffnung muss etwa 0.2 bis 0.4 mm größer sein als die tatsächliche Größe des Bauteilpins.
. über
Im Allgemeinen 1.27 mm/0.7 mm (50 mil / 28 mil);
Wenn die Verdrahtungsdichte hoch ist, kann die Via-Größe entsprechend reduziert werden, sie sollte jedoch nicht zu klein sein. 1.0 mm/0.6 mm (40 mil / 24 mil) können berücksichtigt werden.
. Abstandsanforderungen von Pad, Draht und Via
PAD und VIA?: ≥ 0.3 mm (12 mil)
PAD und PAD?: ≥ 0.3 mm (12 mil)
PAD und TRACK?: ≥ 0.3 mm (12 mil)
TRACK und TRACK?: ≥ 0.3 mm (12 mil)
Bei hoher Dichte:
PAD und VIA?: ≥ 0.254 mm (10 mil)
PAD und PAD?: ≥ 0.254 mm (10 mil)
PAD und TRACK?： ≥? 0.254 mm (10 mil)
TRACK und TRACK?： ≥? 0.254 mm (10 mil)
Fünftens: Verdrahtungsoptimierung und Siebdruck.
„Nicht gut, nur besser“! Egal, wie sehr Sie sich bemühen, zu entwerfen, wenn Sie mit dem Malen fertig sind, werden Sie immer noch das Gefühl haben, dass viele Stellen geändert werden können. Die allgemeine Konstruktionserfahrung zeigt, dass die Zeit für die Optimierung der Verkabelung doppelt so hoch ist wie für die Erstverkabelung. Nachdem Sie das Gefühl haben, dass es nichts zu ändern gibt, können Sie Kupfer verlegen (Platzieren – > Polygonebene). Kupfer wird in der Regel mit Masse verlegt (Trennung von analoger Masse und digitaler Masse beachten), bei der Verlegung von Multilayer-Platinen darf auch die Stromversorgung verlegt werden. Achten Sie beim Siebdruck darauf, nicht von Geräten blockiert oder von Vias und Pads entfernt zu werden. Gleichzeitig sollte das Design nach oben zur Bauteiloberfläche zeigen und die Worte am unteren Rand sollten gespiegelt sein, um eine Verwechslung der Ebene zu vermeiden.
Sechstens: Netzwerk- und DRC-Inspektion und Strukturinspektion.
Unter der Voraussetzung, dass der Schaltplanentwurf korrekt ist, überprüfen Sie zunächst die physische Verbindungsbeziehung zwischen der generierten PCB-Netzwerkdatei und der Schaltplannetzwerkdatei und korrigieren Sie den Entwurf rechtzeitig gemäß den Ergebnissen der Ausgabedatei, um die Korrektheit der Verdrahtungsverbindungsbeziehung sicherzustellen ;
Nachdem die Netzwerkprüfung korrekt bestanden wurde, überprüft DRC das PCB-Design und korrigiert das Design rechtzeitig gemäß den Ergebnissen der Ausgabedatei, um die elektrische Leistung der PCB-Verkabelung sicherzustellen. Die mechanische Installationsstruktur der PCB wird anschließend weiter überprüft und bestätigt.
Siebtens: Plattenherstellung.
Vorher sollte ein Auditprozess stattfinden.
PCB-Design ist ein Test des Geistes. Wer über einen dichten Verstand und hohe Erfahrung verfügt, dem ist das designte Board gut. Daher sollten wir beim Design äußerst vorsichtig sein, verschiedene Faktoren vollständig berücksichtigen (z. B. berücksichtigen viele Leute die Bequemlichkeit von Wartung und Inspektion nicht), uns weiter verbessern, und wir werden in der Lage sein, ein gutes Board zu entwerfen.