Pengalaman desain insinyur PCB

Proses desain PCB umum umume kaya ing ngisor iki: persiyapan awal -> Desain struktur PCB -> Tata letak PCB -> kabel -> optimasi kabel lan pencetakan layar sutra -> inspeksi lan inspeksi struktur DRC jaringan lan struktur -> nggawe piring.
Preparasi awal.
Iki kalebu nyiyapake katalog lan skema “Yen sampeyan pengin nggawe proyek sing apik, luwih dhisik kudu ngasah alat. “Kanggo nggawe papan sing apik, sampeyan ora mung kudu ngrancang prinsip, nanging uga kudu nggambar kanthi apik. Sadurunge desain PCB, dhisik nyiyapake perpustakaan komponen skema Sch lan PCB. Perpustakaan komponen bisa dadi Protel (akeh manuk lawas elektronik yaiku Protel nalika semana), nanging angel golek sing cocog. Luwih becik nggawe perpustakaan komponen miturut data ukuran standar piranti sing dipilih. Intine, gawe perpustakaan komponen PCB dhisik, banjur perpustakaan komponen saka sch. Perpustakaan komponen PCB duwe syarat sing dhuwur, sing langsung mengaruhi instalasi papan; Persyaratan perpustakaan komponen saka SK lumayan suwe. Cukup priksa manawa nemtokake atribut pin lan hubungan sing cocog karo komponen PCB. PS: cathet pin sing didhelikake ing perpustakaan standar. Banjur ana desain skema. Yen wis siyap, sampeyan siyap kanggo miwiti desain PCB.
Kapindho: desain struktur PCB.
Ing langkah iki, miturut ukuran papan sirkuit sing ditemtokake lan macem-macem posisi mekanik, gambar permukaan PCB ing lingkungan desain PCB, lan pasang konektor, kunci / switch, bolongan sekrup, bolongan Déwan, lan liya-liyane miturut syarat posisi. Lan nimbang lan nemtokake area kabel lan area non kabel (kayata pira area sekitar bolongan sekrup sing kalebu area non kabel).
Katelu: tata letak PCB.
Tata letak yaiku nyelehake piranti ing papan. Ing wektu iki, yen kabeh persiyapan sing kasebut ing ndhuwur wis rampung, sampeyan bisa nggawe tabel jaringan (Desain -> nggawe netlist) ing diagram skema, banjur ngimpor tabel jaringan (Desain -> Jaring beban) ing diagram PCB. Sampeyan bisa ndeleng manawa piranti kabeh wis tumpuk, lan ana kabel mabur ing antarane pin kanggo njaluk sambungan. Banjur sampeyan bisa ngatur piranti. Tata letak umum kudu ditindakake miturut prinsip ing ngisor iki:
① Zonasi wajar miturut kinerja listrik, umume dipérang dadi: area sirkuit digital (yaiku wedi gangguan lan ngasilake gangguan), area sirkuit analog (wedi gangguan) lan area drive listrik (sumber gangguan);
② Sirkuit sing ngrampungake fungsi sing padha kudu diselehake, lan kabeh komponen kudu diatur kanggo mesthekake kabel sing gampang; Sanalika, atur posisi relatif ing antarane blok fungsional supaya sambungan antarane blok fungsional ringkes;
. kanggo komponen kanthi kualitas dhuwur, posisi instalasi lan kekuatan instalasi bakal dianggep; Elemen pemanas bakal diselehake kanthi kapisah saka unsur sensitif suhu, lan langkah-langkah konveksi termal bakal dianggep yen perlu;
④ Driver I / O bakal cedhak karo pojok papan sing dicithak lan konektor sing metu nganti bisa;
⑤ Generator jam (kayata osilator kristal utawa osilator jam) paling cedhak karo piranti sing nggunakake jam kasebut;
⑥ Kapasitor decoupling (kapasitor watu tunggal kanthi kinerja frekuensi dhuwur sing umume digunakake) bakal ditambahake ing antarane pin input daya saben sirkuit integral lan lemah; Nalika papan sirkuit kandhel, kapasitor tantalum uga bisa ditambahake ing sawetara sirkuit terintegrasi.
. diode debit (1N4148) bakal ditambahake ing kumparan relay;
⑧ Tata letak bakal imbang, kandhel lan tumata, lan ora abot ndhuwur utawa abot
“”
——Duwe perhatian khusus
Nalika nyelehake komponen, ukuran nyata (area lan dhuwure) komponen lan posisi relatif ing antarane komponen kudu dipertimbangkan kanggo njamin kinerja listrik papan sirkuit lan kelayakan lan kenyamanan produksi lan instalasi. Sanalika, ing premis manawa prinsip ing ndhuwur bisa dibayangke, penempatan komponen kudu diowahi kanthi tepat supaya apik lan apik. Komponen sing padha kudu diselehake kanthi rapi Ing arah sing padha, ora bisa “nyebar”.
Langkah iki ana gandhengane karo gambar umum papan lan kangelan kabel ing langkah sabanjure, mula kita kudu ngupayakake banget. Sajrone tata letak, kabel awal bisa digawe ing papan sing durung mesthi lan dianggep lengkap.
Kaping papat: kabel.
Kabel minangka proses penting ing kabeh desain PCB. Iki bakal langsung mengaruhi kinerja PCB. Ing proses desain PCB, kabel umume dipérang dadi telung dunyo: sing pertama yaiku kabel, sing dadi syarat dhasar desain PCB. Yen garis ora nyambung lan ana garis mabur, bakal dadi papan sing ora cocog. Bisa diarani durung dikenalake. Kapindho yaiku kepuasan kinerja listrik. Iki minangka standar kanggo ngukur manawa papan sirkuit dicithak nduweni kualifikasi. Iki kanggo nyetel kabel kanthi tliti sawise kabel kanggo nggayuh kinerja listrik sing apik. Banjur ana kaendahan. Yen kabel sampeyan wis disambungake, ora ana papan sing bisa ngganggu kinerja peralatan listrik, nanging kanthi cepet, jaringan kasebut ora ana gandhengane, ditambah karo warna-warni lan warna-warni, sanajan kinerja listrik sampeyan apik, isih ana sepotong uwuh ing mripate wong liya. Iki nggawe kasusahan kanggo tes lan pangopènan. Kabel kudu rapi lan seragam, dudu crisscross lan ora teratur. Iki kudu diwujudake kanthi syarat njamin kinerja listrik lan memenuhi syarat individu liyane, yen ora bakal ngilangi dhasar-dhasar kasebut. Prinsip-prinsip ing ngisor iki bakal ditindakake sajrone kabel:
① Umume, kabel listrik lan kabel lemah kudu dipasang luwih dhisik kanggo mesthekake kinerja listrik saka papan sirkuit. Ing kisaran sing diidini, jembaré pasokan listrik lan kabel lemah bakal saya amba sabisa. Luwih apik manawa kabel lemah luwih jembar tinimbang lebar garis listrik. Hubungane yaiku: kabel lemah> garis listrik> garis sinyal. Umume, garis sinyal jembaré 0.2 ~ 0.3mm, jembaré bisa nganti 0.05 ~ 0.07mm, lan garis listrik umume 1.2 ~ 2.5mm. Kanggo PCB sirkuit digital, kawat lemah sing jembar bisa digunakake kanggo mbentuk sirkuit, yaiku kanggo mbentuk jaringan dhasar (lemah sirkuit analog ora bisa digunakake kanthi cara iki)
② Kabel kanthi syarat sing ketat (kayata garis frekuensi dhuwur) kudu kabel sadurunge, lan garis sisih mburi input lan ujung output bakal ngindhari paralel sing jejer kanggo ngindhari gangguan refleksi. Yen perlu, kawat lemah bakal ditambahake kanggo diisolasi. Kabel saka rong lapisan sing jejer bakal jejeg siji lan liyane, sing gampang ngasilake kopling parasit.
Shell Cangkang osilator bakal dibakar, lan garis jam bakal cekak, lan ora ana ing endi wae. Ing sirkuit osilasi jam lan sirkuit logika kecepatan tinggi khusus, wilayah bumi kudu ditambah, lan jalur sinyal liyane ora bisa dijupuk supaya medan listrik ing sakiwa-tengene cedhak nol;
Wiring 45o kabel garis sing rusak kudu diadopsi nganti adoh, lan kabel garis 90o sing rusak ora digunakake kanggo nyuda radiasi sinyal frekuensi tinggi
⑤ Ora ana garis sinyal sing bakal digawe daur ulang. Yen ora bisa dihindari, loop bakal paling cilik; Vias saka garis sinyal bakal paling sithik;
⑥ Garis utama bakal cekak lan kandel sabisa, lan area proteksi bakal ditambahake ing loro-lorone.
⑦ Nalika ngirim sinyal sensitif lan sinyal band lapangan swara liwat kabel datar, sinyal kasebut bakal diasilake kanthi cara “kabel ground signal signal ground ground”.
Points Titik tes diwenehake kanggo sinyal kunci kanggo nggampangake produksi, pangopènan, lan deteksi
. sawise kabel skema rampung, kabel bakal dioptimalake; Sanalika, sawise inspeksi jaringan awal lan inspeksi DRC bener, isi area sing ora nganggo kabel nganggo kawat lemah, gunakake area tembaga sing akeh minangka kawat lemah, lan sambungake papan sing ora digunakake karo lemah ing papan cetak minangka kabel lemah. Utawa bisa digawe papan multilayer, lan pasokan listrik lan kawat lemah masing-masing duwe lantai siji.
—— Persyaratan proses kabel PCB
. baris
Umume, jembaré sinyal kasebut 0.3mm (12mil), lan jembaré garis listrik 0.77mm (30mil) utawa 1.27mm (50mil); Jarak antarane garis lan antarane garis lan bantalan luwih gedhe saka utawa padha karo 0.33mm (13mil). Ing aplikasi praktis, yen ngidini, tambahake jarak;
Yen kerapatan kabel wis dhuwur, bisa dianggep (nanging ora disaranake) nggunakake rong kabel ing antarane pin IC. Jembaré kabel 0.254mm (10mil), lan jarak kawat ora kurang saka 0.254mm (10mil). Ing kahanan khusus, nalika pin piranti kandhel lan jembaré sempit, jarak garis lan garis bisa dikurangi kanthi pas.
. bantalan
Syarat dhasar kanggo pad lan liwat yaiku: diameteripun pad luwih saka 0.6mm tinimbang bolongan; Contone, kanggo resistor pin umum, kapasitor lan sirkuit terintegrasi, ukuran disk / bolongan yaiku 1.6mm / 0.8mm (63mil / 32mil), lan soket, pin lan diode 1N4007 yaiku 1.8mm / 1.0mm (71mil / 39mil). Ing aplikasi praktis, kudu ditemtokake miturut ukuran komponen nyata. Yen bisa, ukuran pad bisa ditambah kanthi tepat;
Aperture pemasangan komponen sing dirancang ing PCB udakara udakara 0.2 ~ 0.4mm luwih gedhe saka ukuran pin komponen kasebut.
. liwat
Umume 1.27mm / 0.7mm (50mil / 28mil);
Nalika kerapatan kabel dhuwur, ukuran liwat bisa dikurangi kanthi pas, nanging ora kudu cilik banget. 1.0mm / 0.6mm (40mil / 24mil) bisa dianggep.
. syarat jarak pad, kabel lan liwat
PAD lan VIA? Rampung ≥ 0.3mm (12mil)
PAD lan PAD? Rampung ≥ 0.3mm (12mil)
PAD and TRACK? Rampung ≥ 0.3mm (12mil)
TRACK and TRACK? Rampung ≥ 0.3mm (12mil)
Nalika kerapatan dhuwur:
PAD lan VIA? Rampung ≥ 0.254mm (10mil)
PAD lan PAD? Rampung ≥ 0.254mm (10mil)
PAD lan TRACK? Rampung ≥? 0.254mm (10mil)
TRACK lan TRACK? Rampung ≥? 0.254mm (10mil)
Kalima: optimasi kabel lan cetakan layar sutra.
“Ora apik, mung luwih apik”! Ora preduli sampeyan nyoba ngrancang, sawise ngrampungake lukisan, sampeyan isih bakal ngrasakake akeh papan sing bisa diowahi. Pengalaman desain umum yaiku wektu kanggo ngoptimalake kabel kaping pindho saka kabel awal. Sawise sampeyan rumangsa ora ana modifikasi, sampeyan bisa nyelehake tembaga (papan -> pesawat polygon). Tembaga umume dilebokake nganggo kabel lemah (priksa manawa misahake lemah analog lan lemah digital), lan pasokan listrik uga bisa dilebokake nalika nggawe papan multilayer. Kanggo nyithak layar sutra, elinga supaya ora diblokir piranti utawa dicopot vias lan bantalan. Sanalika, desain kasebut kudu diadhepi nganti permukaan komponen, lan tembung ing sisih ngisor kudu dicermin supaya ora bingung lapisan kasebut.
Kaping enem: inspeksi jaringan lan inspeksi struktur DRC.
Kaping pisanan, kanthi premis manawa desain skema sirkuit bener, centhang hubungan fisik ing antarane file jaringan PCB sing digawe lan file jaringan skema, lan mbenerake desain kanthi tepat miturut asil file output kanggo mesthekake bener hubungan sambungan kabel ;
Sawise mriksa jaringan dilewati kanthi bener, DRC mriksa desain PCB, lan mbenerake desain kanthi tepat miturut asil file output kanggo mesthekake kinerja listrik kabel PCB. Struktur instalasi mekanik PCB bakal luwih ditliti lan dikonfirmasi sawise.
Kapitu: nggawe piring.
Sadurunge, kudu ana proses audit.
Desain PCB minangka tes pikiran. Sapa wae sing duwe pikiran padhet lan pengalaman dhuwur, papan sing dirancang apik. Mula, kita kudu ati-ati banget ing desain, nimbang macem-macem faktor (contone, akeh wong sing ora nganggep penat lan gampang dirawat), terus ningkat, lan kita bakal bisa ngrancang papan sing apik.