Le processus général de conception de PCB de base est le suivant : préparation préliminaire – > conception de la structure du PCB – > disposition du PCB – > câblage – > optimisation du câblage et sérigraphie – > inspection du réseau et du DRC et inspection de la structure – > fabrication des plaques.
Préparation préliminaire.
Cela inclut la préparation de catalogues et de schémas. » Si vous voulez faire du bon travail, vous devez d’abord affûter vos outils. « Pour faire une bonne planche, il faut non seulement concevoir le principe, mais aussi bien dessiner. Avant la conception du PCB, préparez d’abord la bibliothèque de composants de Sch schématique et PCB. La bibliothèque de composants peut être Protel (beaucoup de vieux oiseaux électroniques étaient Protel à cette époque), mais il est difficile d’en trouver une appropriée. Il est préférable de créer la bibliothèque de composants en fonction des données de taille standard du périphérique sélectionné. En principe, créez d’abord la bibliothèque de composants de PCB, puis la bibliothèque de composants de sch. La bibliothèque de composants de PCB a des exigences élevées, ce qui affecte directement l’installation de la carte ; Les exigences de la bibliothèque de composants de SCH sont relativement lâches. Faites juste attention à définir les attributs des broches et la relation correspondante avec les composants PCB. PS : notez les broches cachées dans la bibliothèque standard. Ensuite, il y a la conception schématique. Lorsque vous êtes prêt, vous êtes prêt à commencer la conception de circuits imprimés.
Deuxièmement : conception de la structure du circuit imprimé.
Dans cette étape, en fonction de la taille de carte de circuit déterminée et de divers positionnements mécaniques, dessinez la surface du PCB dans l’environnement de conception de PCB et placez les connecteurs, clés/interrupteurs, trous de vis, trous d’assemblage, etc. requis selon les exigences de positionnement. Et considérez et déterminez pleinement la zone de câblage et la zone de non-câblage (par exemple, la zone autour du trou de vis appartient à la zone de non-câblage).
Troisièmement : la disposition des circuits imprimés.
La disposition consiste à mettre des appareils sur la carte. À ce stade, si toutes les préparations mentionnées ci-dessus sont effectuées, vous pouvez générer une table de réseau (Conception –> créer une liste d’interconnexions) sur le diagramme schématique, puis importer une table de réseau (Conception –> Réseaux de charge) sur le diagramme PCB. Vous pouvez voir que les appareils sont tous empilés et qu’il y a des fils volants entre les broches pour déclencher la connexion. Ensuite, vous pouvez mettre en page l’appareil. L’aménagement général doit être réalisé selon les principes suivants :
① Zonage raisonnable en fonction des performances électriques, généralement divisé en : zone de circuit numérique (c’est-à-dire peur d’interférence et générer des interférences), zone de circuit analogique (peur d’interférence) et zone de commande d’alimentation (source d’interférence) ;
② Les circuits qui remplissent la même fonction doivent être placés aussi près que possible, et tous les composants doivent être ajustés pour assurer un câblage simple ; En même temps, ajustez la position relative entre les blocs fonctionnels pour rendre la connexion entre les blocs fonctionnels concise ;
. pour les composants de haute qualité, la position d’installation et la résistance d’installation doivent être prises en compte ; Les éléments chauffants doivent être placés séparément des éléments sensibles à la température, et des mesures de convection thermique doivent être envisagées si nécessaire ;
④ Le driver E/S doit être le plus près possible du bord de la carte imprimée et du connecteur sortant ;
Le générateur d’horloge (comme l’oscillateur à quartz ou l’oscillateur d’horloge) doit être aussi proche que possible du dispositif utilisant l’horloge ;
⑥ Un condensateur de découplage (un condensateur à une seule pierre avec de bonnes performances à haute fréquence est généralement utilisé) doit être ajouté entre la broche d’entrée d’alimentation de chaque circuit intégré et la terre ; Lorsque l’espace du circuit imprimé est dense, un condensateur au tantale peut également être ajouté autour de plusieurs circuits intégrés.
. une diode de décharge (1N4148) doit être ajoutée à la bobine du relais ;
⑧ La disposition doit être équilibrée, dense et ordonnée, et ne doit pas être lourde ou lourde
“”
——Une attention particulière est requise
Lors du placement des composants, la taille réelle (surface et hauteur) des composants et la position relative entre les composants doivent être prises en compte pour garantir les performances électriques de la carte de circuit imprimé et la faisabilité et la commodité de la production et de l’installation. Dans le même temps, en partant du principe que les principes ci-dessus peuvent être reflétés, le placement des composants doit être modifié de manière appropriée pour les rendre nets et beaux. Les composants similaires doivent être placés soigneusement dans la même direction, ils ne peuvent pas être “éparpillés”.
Cette étape est liée à l’image globale de la carte et à la difficulté de câblage à l’étape suivante, nous devons donc faire de gros efforts pour la considérer. Lors de l’implantation, un câblage préliminaire peut être effectué pour des endroits incertains et pleinement pris en compte.
Quatrièmement : le câblage.
Le câblage est un processus important dans l’ensemble de la conception des circuits imprimés. Cela affectera directement les performances du PCB. Dans le processus de conception de PCB, le câblage est généralement divisé en trois domaines : le premier est le câblage, qui est l’exigence de base de la conception de PCB. Si les lignes ne sont pas connectées et qu’il y a une ligne volante, ce sera une planche non qualifiée. On peut dire qu’il n’a pas encore été introduit. La seconde est la satisfaction des performances électriques. C’est la norme pour mesurer si une carte de circuit imprimé est qualifiée. Il s’agit d’ajuster soigneusement le câblage après le câblage pour obtenir de bonnes performances électriques. Ensuite, il y a la beauté. Si votre câblage est connecté, il n’y a pas de place pour affecter les performances des appareils électriques, mais en un coup d’œil, il est désordonné dans le passé, couplé avec coloré et coloré, même si votre performance électrique est bonne, c’est toujours un morceau de ordures aux yeux des autres. Cela entraîne de grands inconvénients pour les tests et la maintenance. Le câblage doit être soigné et uniforme, pas entrecroisé et désorganisé. Ceux-ci doivent être réalisés à condition d’assurer les performances électriques et de répondre à d’autres exigences individuelles, sinon il abandonnera les bases. Les principes suivants doivent être respectés lors du câblage :
En règle générale, la ligne électrique et le fil de terre doivent être câblés en premier pour assurer les performances électriques du circuit imprimé. Dans la plage admissible, la largeur de l’alimentation et du fil de terre doit être élargie autant que possible. Il est préférable que le fil de terre soit plus large que la largeur de la ligne électrique. Leur relation est : fil de terre > ligne électrique > ligne de signal. Généralement, la largeur de la ligne de signal est de 0.2 à 0.3 mm, la largeur fine peut atteindre 0.05 à 0.07 mm et la ligne d’alimentation est généralement de 1.2 à 2.5 mm. Pour le PCB du circuit numérique, un fil de terre large peut être utilisé pour former un circuit, c’est-à-dire pour former un réseau de terre (la terre du circuit analogique ne peut pas être utilisée de cette manière)
② Les fils avec des exigences strictes (telles que les lignes à haute fréquence) doivent être câblés à l’avance, et les lignes latérales de l’extrémité d’entrée et de l’extrémité de sortie doivent éviter les parallèles adjacents pour éviter les interférences de réflexion. Si nécessaire, un fil de terre doit être ajouté pour l’isolation. Le câblage de deux couches adjacentes doit être perpendiculaire l’un à l’autre et parallèle, ce qui permet de produire facilement un couplage parasite.
La coque de l’oscillateur doit être mise à la terre, et la ligne d’horloge doit être aussi courte que possible, et elle ne doit pas être partout. Sous le circuit d’oscillation d’horloge et le circuit logique spécial à grande vitesse, la surface de la terre doit être augmentée et d’autres lignes de signal ne doivent pas être prises pour rendre le champ électrique environnant proche de zéro ;
(Un câblage de ligne brisée à 45o doit être adopté dans la mesure du possible, et un câblage de ligne brisée à 90o ne doit pas être utilisé pour réduire le rayonnement du signal haute fréquence (Un double arc doit également être utilisé pour les lignes à exigences élevées)
Aucune ligne de signal ne doit former une boucle. Si c’est inévitable, la boucle doit être la plus petite possible ; Les vias des lignes de signaux doivent être aussi peu nombreux que possible ;
⑥ Les lignes de touches doivent être aussi courtes et épaisses que possible, et des zones de protection doivent être ajoutées des deux côtés.
Lors de la transmission d’un signal sensible et d’un signal de bande de champ de bruit via un câble plat, il doit être conduit à la manière d’un “fil de terre du signal du fil de terre”.
⑧ Les points de test doivent être réservés aux signaux clés pour faciliter la production, la maintenance et la détection
. une fois le câblage schématique terminé, le câblage doit être optimisé ; Dans le même temps, une fois que l’inspection préliminaire du réseau et l’inspection DRC sont correctes, remplissez la zone non câblée avec un fil de terre, utilisez une grande surface de couche de cuivre comme fil de terre et connectez les endroits inutilisés avec la terre sur la carte imprimée comme le fil de terre. Ou il peut être transformé en une carte multicouche, et l’alimentation et le fil de terre occupent respectivement un étage.
——Exigences du processus de câblage des PCB
. ligne
Généralement, la largeur de la ligne de signal est de 0.3 mm (12 mil) et la largeur de la ligne d’alimentation est de 0.77 mm (30 mil) ou 1.27 mm (50 mil); La distance entre les lignes et entre les lignes et les pastilles est supérieure ou égale à 0.33 mm (13 mil). En application pratique, si les conditions le permettent, augmenter la distance ;
Lorsque la densité de câblage est élevée, il peut être envisagé (mais non recommandé) d’utiliser deux fils entre les broches du CI. La largeur des fils est de 0.254 mm (10 mil) et l’espacement des fils n’est pas inférieur à 0.254 mm (10 mil). Dans des circonstances particulières, lorsque les broches de l’appareil sont denses et que la largeur est étroite, la largeur de ligne et l’espacement des lignes peuvent être réduits de manière appropriée.
. tampon
Les exigences de base pour le tampon et le via sont les suivantes : le diamètre du tampon doit être supérieur à 0.6 mm par rapport à celui du trou ; Par exemple, pour les résistances à broches générales, les condensateurs et les circuits intégrés, la taille du disque/trou est de 1.6 mm/0.8 mm (63 mil/32 mil), et la prise, la broche et la diode 1N4007 sont de 1.8 mm/1.0 mm (71 mil/39 mil). Dans l’application pratique, il doit être déterminé en fonction de la taille des composants réels. Si possible, la taille du coussin peut être augmentée de manière appropriée ;
L’ouverture de montage du composant conçue sur le PCB doit être d’environ 0.2 ~ 0.4 mm plus grande que la taille réelle de la broche du composant.
. passant par
Généralement 1.27 mm/0.7 mm (50 mil/28 mil) ;
Lorsque la densité de câblage est élevée, la taille du via peut être réduite de manière appropriée, mais elle ne doit pas être trop petite. 1.0 mm/0.6 mm (40 mil / 24 mil) peut être pris en compte.
. exigences d’espacement de la pastille, du fil et du via
PAD et VIA ?： 0.3mm (12mil)
PAD et PAD ?： 0.3mm (12mil)
PAD et TRACK ?： 0.3mm (12mil)
PISTE et PISTE ?： 0.3 mm (12 mil)
Lorsque la densité est élevée :
PAD et VIA ?： 0.254mm (10mil)
PAD et PAD ?： 0.254mm (10mil)
PAD et TRACK ? 0.254 mm (10 mil)
PISTE et PISTE ? 0.254 mm (10 mil)
Cinquièmement : optimisation du câblage et sérigraphie.
“Pas bien, seulement mieux” ! Peu importe à quel point vous essayez de concevoir, lorsque vous aurez fini de peindre, vous sentirez toujours que de nombreux endroits peuvent être modifiés. L’expérience de conception générale est que le temps d’optimisation du câblage est le double de celui du câblage initial. Après avoir senti qu’il n’y a rien à modifier, vous pouvez poser du cuivre (place – > plan polygonal). Le cuivre est généralement posé avec un fil de terre (faites attention à la séparation de la terre analogique et de la terre numérique), et l’alimentation peut également être posée lors de la pose de cartes multicouches. Pour la sérigraphie, faites attention à ne pas être bloqué par des appareils ou supprimé par des vias et des plots. Dans le même temps, le dessin doit faire face à la surface du composant et les mots en bas doivent être inversés pour éviter de confondre le calque.
Sixièmement : inspection des réseaux et de la RDC et inspection des structures.
Tout d’abord, en partant du principe que la conception schématique du circuit est correcte, vérifiez la relation de connexion physique entre le fichier réseau PCB généré et le fichier réseau schématique, et corrigez en temps opportun la conception en fonction des résultats du fichier de sortie pour garantir l’exactitude de la relation de connexion de câblage. ;
Une fois la vérification du réseau réussie, DRC vérifie la conception du PCB et corrige la conception à temps en fonction des résultats du fichier de sortie pour garantir les performances électriques du câblage PCB. La structure d’installation mécanique du PCB doit être inspectée et confirmée par la suite.
Septièmement : fabrication de plaques.
Avant cela, il devrait y avoir un processus d’audit.
La conception de PCB est un test d’esprit. Quiconque a l’esprit dense et une grande expérience, la planche conçue est bonne. Par conséquent, nous devons être extrêmement prudents dans la conception, tenir pleinement compte de divers facteurs (par exemple, de nombreuses personnes ne considèrent pas la commodité de la maintenance et de l’inspection), continuer à nous améliorer et nous serons en mesure de concevoir une bonne carte.