Ontwerpervaring van PCB-bedradingsingenieur

Het algemene basisproces voor PCB-ontwerp is als volgt: voorbereidende voorbereiding – > PCB-structuurontwerp – > PCB-lay-out – > bedrading – > bedradingsoptimalisatie en zeefdruk – > netwerk- en DRC-inspectie en structuurinspectie – > plaatproductie.
Voorbereidende voorbereiding.
Dit omvat het maken van catalogi en schema’s“ Als u goed werk wilt leveren, moet u eerst uw gereedschap slijpen. “Om een ​​goed bord te maken, moet je niet alleen het principe ontwerpen, maar ook goed tekenen. Bereid voor het PCB-ontwerp eerst de componentenbibliotheek van schema Sch en PCB voor. De componentenbibliotheek kan Protel zijn (veel elektronische oude duiven waren destijds Protel), maar het is moeilijk om een ​​geschikte te vinden. Het is beter om de componentenbibliotheek te maken volgens de standaardgroottegegevens van het geselecteerde apparaat. Maak in principe eerst de componentenbibliotheek van PCB en daarna de componentenbibliotheek van sch. De componentenbibliotheek van PCB stelt hoge eisen, wat direct van invloed is op de installatie van het bord; De vereisten voor de componentenbibliotheek van SCH zijn relatief ruim. Let alleen op het definiëren van de pinattributen en de bijbehorende relatie met PCB-componenten. PS: let op de verborgen pinnen in de standaardbibliotheek. Dan is er nog het schematische ontwerp. Als u klaar bent, bent u klaar om PCB-ontwerp te starten.
Ten tweede: PCB-structuurontwerp.
In deze stap, volgens de vastgestelde printplaatgrootte en verschillende mechanische positionering, tekent u het PCB-oppervlak in de PCB-ontwerpomgeving en plaatst u de vereiste connectoren, toetsen / schakelaars, schroefgaten, montagegaten, enz. volgens de positioneringsvereisten. En overweeg en bepaal volledig het bedradingsgebied en het niet-bedradingsgebied (zoals hoeveel gebied rond het schroefgat tot het niet-bedradingsgebied behoort).
Ten derde: PCB-lay-out.
De lay-out is om apparaten op het bord te plaatsen. Op dit moment kunt u, als alle bovengenoemde voorbereidingen zijn getroffen, een netwerktabel genereren (Ontwerp -> netlijst maken) op het schema en vervolgens een netwerktabel importeren (Ontwerp -> Laadnetten) op het PCB-diagram. Je kunt zien dat de apparaten allemaal op elkaar zijn gestapeld en dat er vliegende draden tussen de pinnen zijn om de verbinding tot stand te brengen. Vervolgens kunt u het apparaat indelen. De algemene lay-out wordt uitgevoerd volgens de volgende principes:
① Redelijke zonering op basis van elektrische prestaties, algemeen onderverdeeld in: digitaal circuitgebied (dwz angst voor interferentie en interferentie genereren), analoog circuitgebied (angst voor interferentie) en powerdrive-gebied (interferentiebron);
② Circuits die dezelfde functie vervullen, moeten zo dicht mogelijk bij elkaar worden geplaatst en alle componenten moeten worden aangepast om een ​​eenvoudige bedrading te garanderen; Pas tegelijkertijd de relatieve positie tussen de functionele blokken aan om de verbinding tussen de functionele blokken beknopt te maken;
. voor componenten met een hoge kwaliteit moet rekening worden gehouden met de installatiepositie en installatiesterkte; Verwarmingselementen moeten apart van temperatuurgevoelige elementen worden geplaatst en waar nodig moeten thermische convectiemaatregelen worden overwogen;
④ De I/O-driver moet zo ver mogelijk bij de rand van de printplaat en de uitgaande connector zitten;
⑤ De klokgenerator (zoals kristaloscillator of klokoscillator) moet zo dicht mogelijk bij het apparaat staan ​​dat de klok gebruikt;
⑥ Een ontkoppelingscondensator (over het algemeen wordt een enkele steencondensator met goede hoge frequentieprestaties gebruikt) tussen de stroomingangspen van elke geïntegreerde schakeling en de aarde; Wanneer de ruimte op de printplaat dicht is, kan ook een tantaalcondensator worden toegevoegd rond verschillende geïntegreerde schakelingen.
. een ontladingsdiode (1N4148) moet worden toegevoegd aan de relaisspoel;
⑧ De lay-out moet evenwichtig, compact en ordelijk zijn en mag niet topzwaar of zwaar zijn
“”
——Speciale aandacht is vereist
Bij het plaatsen van componenten moet rekening worden gehouden met de werkelijke grootte (oppervlakte en hoogte) van componenten en de relatieve positie tussen componenten om de elektrische prestaties van de printplaat en de haalbaarheid en het gemak van productie en installatie te garanderen. Tegelijkertijd, ervan uitgaande dat de bovenstaande principes kunnen worden weerspiegeld, moet de plaatsing van componenten op de juiste manier worden aangepast om ze netjes en mooi te maken. Vergelijkbare componenten moeten netjes in dezelfde richting worden geplaatst, het kan niet worden “verstrooid”.
Deze stap houdt verband met het algemene beeld van het bord en de moeilijkheid van bedrading in de volgende stap, dus we moeten grote inspanningen leveren om het te overwegen. Tijdens de lay-out kan voorlopige bedrading worden gemaakt voor onzekere plaatsen en volledig worden overwogen.
Ten vierde: bedrading.
Bedrading is een belangrijk proces in het hele PCB-ontwerp. Dit heeft direct invloed op de prestaties van PCB. In het proces van PCB-ontwerp wordt bedrading over het algemeen verdeeld in drie rijken: de eerste is bedrading, wat de basisvereiste is van PCB-ontwerp. Als de lijnen niet zijn aangesloten en er is een vliegende lijn, dan is het een ongekwalificeerd bord. Het kan gezegd worden dat het nog niet is ingevoerd. De tweede is de tevredenheid van elektrische prestaties. Dit is de norm om te meten of een printplaat gekwalificeerd is. Dit is om de bedrading na bedrading zorgvuldig af te stellen om goede elektrische prestaties te bereiken. Dan is er schoonheid. Als uw bedrading is aangesloten, is er geen plaats om de prestaties van elektrische apparaten te beïnvloeden, maar in één oogopslag is het in het verleden ongeordend, gekoppeld aan kleurrijk en kleurrijk, zelfs als uw elektrische prestaties goed zijn, is het nog steeds een stuk van afval in de ogen van anderen. Dit brengt veel ongemak met zich mee voor testen en onderhoud. Bedrading moet netjes en uniform zijn, niet kriskras en ongeorganiseerd. Deze moeten worden gerealiseerd onder de voorwaarde dat elektrische prestaties worden gegarandeerd en aan andere individuele vereisten wordt voldaan, anders wordt de basis verlaten. De volgende principes moeten worden gevolgd tijdens de bedrading:
① Over het algemeen moeten de voedingskabel en de aardingsdraad eerst worden bedraad om de elektrische prestaties van de printplaat te garanderen. Binnen het toegestane bereik moet de breedte van de voeding en de aardedraad zo veel mogelijk worden verbreed. Het is beter dat de aardingsdraad breder is dan de breedte van de voedingskabel. Hun relatie is: aardedraad > hoogspanningsleiding > signaalleiding. Over het algemeen is de signaallijnbreedte 0.2 ~ 0.3 mm, de fijne breedte kan 0.05 ~ 0.07 mm bereiken en de voedingslijn is over het algemeen 1.2 ~ 2.5 mm. Voor de PCB van een digitaal circuit kan een brede aardingsdraad worden gebruikt om een ​​circuit te vormen, dat wil zeggen om een ​​aardingsnetwerk te vormen (de aarding van het analoge circuit kan niet op deze manier worden gebruikt)
② Draden met strikte vereisten (zoals hoogfrequente lijnen) moeten van tevoren worden bedraad en de zijlijnen van het ingangs- en uitgangseinde moeten aangrenzende parallellen vermijden om reflectie-interferentie te voorkomen. Indien nodig moet een aardingsdraad worden toegevoegd voor isolatie. De bedrading van twee aangrenzende lagen moet loodrecht op elkaar en parallel zijn, wat gemakkelijk is om parasitaire koppeling te produceren.
③ De oscillatorschaal moet geaard zijn en de kloklijn moet zo kort mogelijk zijn, en niet overal. Onder het klokoscillatiecircuit en het speciale snelle logische circuit, moet het gebied van de aarde worden vergroot en mogen andere signaallijnen niet worden genomen om het omringende elektrische veld bijna nul te maken;
④ Bedrading met onderbroken lijnen van 45o wordt zoveel mogelijk gebruikt en bedrading met onderbroken lijnen van 90o mag niet worden gebruikt om de straling van hoogfrequente signalen te verminderen. Dubbele boog wordt ook gebruikt voor lijnen met hoge eisen)
⑤ Er mag geen signaalleiding een lus vormen. Als het onvermijdelijk is, moet de lus zo klein mogelijk zijn; De via’s van signaallijnen moeten zo min mogelijk zijn;
⑥ De hoofdlijnen moeten zo kort en dik mogelijk zijn en aan beide zijden moeten beschermende zones worden aangebracht.
⑦ Bij het verzenden van een gevoelig signaal en ruisveldbandsignaal via een platte kabel, moet deze naar buiten worden geleid via de “aarddraadsignaalaarddraad”.
⑧ Testpunten worden gereserveerd voor belangrijke signalen om productie, onderhoud en detectie te vergemakkelijken
. nadat de schematische bedrading is voltooid, moet de bedrading worden geoptimaliseerd; Tegelijkertijd, nadat de voorlopige netwerkinspectie en DRC-inspectie correct zijn, vult u het niet-bekabelde gebied met aardingsdraad, gebruikt u een groot gebied van koperlaag als aardingsdraad en verbindt u de ongebruikte plaatsen met de grond op de printplaat als de aardedraad. Of er kan een meerlagig bord van worden gemaakt, en de voeding en de aardedraad nemen respectievelijk één verdieping in beslag.
——PCB-bedradingsprocesvereisten
. lijn
Over het algemeen is de breedte van de signaallijn 0.3 mm (12 mil) en de breedte van de voedingslijn 0.77 mm (30 mil) of 1.27 mm (50 mil); De afstand tussen lijnen en tussen lijnen en pads is groter dan of gelijk aan 0.33 mm (13mil). In praktische toepassing, als de omstandigheden het toelaten, vergroot u de afstand;
Wanneer de bedradingsdichtheid hoog is, kan worden overwogen (maar niet aanbevolen) om twee draden tussen IC-pinnen te gebruiken. De breedte van de draden is 0.254 mm (10 mil) en de draadafstand is niet minder dan 0.254 mm (10 mil). Onder speciale omstandigheden, wanneer de pinnen van het apparaat dicht zijn en de breedte smal, kunnen de lijnbreedte en lijnafstand op geschikte wijze worden verminderd.
. pad
De basisvereisten voor stootkussen en via zijn als volgt: de diameter van stootkussen zal groter zijn dan 0.6 mm dan die van gat; Voor algemene pinweerstanden, condensatoren en geïntegreerde schakelingen is de schijf/gatgrootte bijvoorbeeld 1.6 mm/0.8 mm (63 mil / 32 mil) en zijn de socket, pin en diode 1N4007 1.8 mm/1.0 mm (71 mil / 39 mil). In de praktijk moet het worden bepaald op basis van de grootte van de eigenlijke componenten. Indien mogelijk kan de maat van het kussen op de juiste manier worden vergroot;
De op de PCB ontworpen opening voor de montage van de componenten moet ongeveer 0.2 ~ 0.4 mm groter zijn dan de werkelijke grootte van de componentpen.
. via
Over het algemeen 1.27 mm / 0.7 mm (50 mil / 28 mil);
Wanneer de bedradingsdichtheid hoog is, kan de via-afmeting op passende wijze worden verkleind, maar deze mag niet te klein zijn. 1.0 mm/0.6 mm (40mil / 24mil) kan worden overwogen.
. afstandsvereisten van pad, draad en via
PAD en VIA?: ≥ 0.3mm (12mil)
PAD en PAD? : ≥ 0.3mm (12mil)
PAD en TRACK? : ≥ 0.3mm (12mil)
TRACK en TRACK? ≥ 0.3mm (12mil)
Wanneer de dichtheid hoog is:
PAD en VIA?: ≥ 0.254mm (10mil)
PAD en PAD? : ≥ 0.254mm (10mil)
PAD en TRACK?: ≥? 0.254mm (10mil)
TRACK en TRACK?: ≥? 0.254mm (10mil)
Ten vijfde: bedradingsoptimalisatie en zeefdruk.
“Niet goed, alleen beter”! Hoe hard je ook probeert te ontwerpen, als je klaar bent met schilderen, zul je nog steeds het gevoel hebben dat veel plaatsen kunnen worden aangepast. De algemene ontwerpervaring is dat de tijd om de bedrading te optimaliseren twee keer zo lang is als die van de initiële bedrading. Nadat je voelt dat er niets aan te veranderen is, kun je koper leggen (plaats – > veelhoekvlak). Koper wordt over het algemeen gelegd met aarddraad (let op de scheiding van analoge aarde en digitale aarde), en ook bij het leggen van meerlaagse platen kan de voeding worden gelegd. Let er bij zeefdruk op dat het niet wordt geblokkeerd door apparaten of wordt verwijderd door via’s en pads. Tegelijkertijd moet het ontwerp naar het oppervlak van de component wijzen en moeten de woorden aan de onderkant worden gespiegeld om verwarring van de laag te voorkomen.
Zesde: netwerk- en DRC-inspectie en structuurinspectie.
Ten eerste, ervan uitgaande dat het schematische ontwerp van het circuit correct is, moet u de fysieke verbindingsrelatie tussen het gegenereerde PCB-netwerkbestand en het schematische netwerkbestand controleren en het ontwerp tijdig corrigeren volgens de resultaten van het uitvoerbestand om de juistheid van de bedradingsverbindingsrelatie te garanderen ;
Nadat de netwerkcontrole correct is doorstaan, controleert DRC het PCB-ontwerp en corrigeert u het ontwerp op tijd volgens de resultaten van het uitvoerbestand om de elektrische prestaties van de PCB-bedrading te garanderen. De mechanische installatiestructuur van PCB zal daarna verder worden geïnspecteerd en bevestigd.
Zevende: plaat maken.
Daarvoor moet er een auditproces zijn.
PCB-ontwerp is een test van de geest. Degene die een dichte geest en veel ervaring heeft, het ontworpen bord is goed. Daarom moeten we uiterst voorzichtig zijn in het ontwerp, volledig rekening houden met verschillende factoren (veel mensen houden bijvoorbeeld geen rekening met het gemak van onderhoud en inspectie), blijven verbeteren en zullen we in staat zijn om een ​​goed bord te ontwerpen.