Ogólny podstawowy proces projektowania PCB jest następujący: wstępne przygotowanie – > projekt struktury PCB – > układ PCB – > okablowanie – > optymalizacja okablowania i sitodruk – > inspekcja sieci i DRC oraz inspekcja struktury – > produkcja płyt.
Wstępne przygotowanie.
Obejmuje to przygotowanie katalogów i schematów”. Jeśli chcesz wykonać dobrą robotę, musisz najpierw naostrzyć swoje narzędzia. „Aby zrobić dobrą tablicę, należy nie tylko zaprojektować zasadę, ale także dobrze rysować. Przed projektowaniem PCB należy najpierw przygotować bibliotekę komponentów schematów Sch i PCB. Biblioteką komponentów może być Protel (wiele elektronicznych starych ptaków było wtedy Protelem), ale trudno jest znaleźć odpowiednią. Lepiej jest, aby biblioteka komponentów była zgodna ze standardowymi rozmiarami danych wybranego urządzenia. Zasadniczo najpierw utwórz bibliotekę komponentów PCB, a następnie bibliotekę komponentów sch. Biblioteka komponentów PCB ma wysokie wymagania, co bezpośrednio wpływa na instalację płytki; Wymagania biblioteki komponentów SCH są stosunkowo luźne. Po prostu zwróć uwagę na zdefiniowanie atrybutów pinów i odpowiadających im relacji z komponentami PCB. PS: zwróć uwagę na ukryte piny w standardowej bibliotece. Potem jest schematyczny projekt. Kiedy będziesz gotowy, możesz rozpocząć projektowanie PCB.
Po drugie: projektowanie struktury PCB.
Na tym etapie, zgodnie z ustalonym rozmiarem płytki drukowanej i różnymi ustawieniami mechanicznymi, narysuj powierzchnię PCB w środowisku projektowania PCB i umieść wymagane złącza, klucze / przełączniki, otwory na śruby, otwory montażowe itp. zgodnie z wymaganiami dotyczącymi pozycjonowania. I w pełni rozważ i określ obszar okablowania i obszar bez okablowania (na przykład, ile obszaru wokół otworu na śrubę należy do obszaru bez okablowania).
Po trzecie: układ PCB.
Układ polega na umieszczeniu urządzeń na tablicy. W tym momencie, po wykonaniu wszystkich powyższych przygotowań, można na schemacie ideowym wygenerować tabelę sieci (Projekt – > stwórz listę sieci), a następnie zaimportować tabelę sieci (Projekt – > Załaduj sieci) na schemacie PCB. Widać, że wszystkie urządzenia są spiętrzone, a między pinami znajdują się latające przewody, które skłaniają do połączenia. Następnie możesz rozplanować urządzenie. Ogólny układ należy wykonać według następujących zasad:
① Rozsądny podział na strefy zgodnie z parametrami elektrycznymi, ogólnie podzielony na: obszar obwodów cyfrowych (tj. strach przed zakłóceniami i generowanie zakłóceń), obszar obwodów analogowych (strach przed zakłóceniami) i obszar napędu mocy (źródło zakłóceń);
② Obwody spełniające tę samą funkcję powinny być umieszczone jak najbliżej, a wszystkie komponenty powinny być wyregulowane w celu zapewnienia prostego okablowania; Jednocześnie dostosuj względne położenie między blokami funkcjonalnymi, aby połączenie między blokami funkcjonalnymi było zwięzłe;
. w przypadku elementów o wysokiej jakości należy wziąć pod uwagę pozycję montażu i wytrzymałość montażu; Elementy grzejne należy umieszczać oddzielnie od elementów wrażliwych na temperaturę, aw razie potrzeby należy rozważyć środki konwekcji cieplnej;
④ Sterownik we/wy powinien znajdować się blisko krawędzi płytki drukowanej i złącza wychodzącego tak daleko, jak to możliwe;
⑤ Generator zegara (taki jak oscylator kwarcowy lub oscylator zegarowy) powinien znajdować się jak najbliżej urządzenia korzystającego z zegara;
⑥ Pomiędzy stykiem wejściowym zasilania każdego układu scalonego a masą należy dodać kondensator odsprzęgający (zwykle stosuje się pojedynczy kondensator kamienny o dobrych parametrach w zakresie wysokich częstotliwości); Gdy przestrzeń na płytce drukowanej jest gęsta, wokół kilku układów scalonych można również dodać kondensator tantalowy.
. na cewce przekaźnika należy dodać diodę wyładowczą (1N4148);
⑧ Układ powinien być zrównoważony, gęsty i uporządkowany i nie może być górny ani ciężki
“”
——Wymagana jest szczególna uwaga
Podczas umieszczania komponentów należy wziąć pod uwagę rzeczywisty rozmiar (powierzchnia i wysokość) komponentów oraz względną pozycję między komponentami, aby zapewnić wydajność elektryczną płytki drukowanej oraz wykonalność i wygodę produkcji i instalacji. Jednocześnie wychodząc z założenia, że ​​powyższe zasady można odzwierciedlić, należy odpowiednio zmodyfikować rozmieszczenie komponentów, aby były schludne i piękne. Podobne elementy należy ułożyć starannie W tym samym kierunku, nie można go „rozproszyć”.
Ten krok jest związany z ogólnym wizerunkiem płyty i trudnością okablowania w kolejnym kroku, dlatego powinniśmy dołożyć wszelkich starań, aby to rozważyć. Podczas planowania można wykonać wstępne okablowanie w niepewnych miejscach i w pełni rozważyć.
Po czwarte: okablowanie.
Okablowanie jest ważnym procesem w całym projekcie PCB. Wpłynie to bezpośrednio na wydajność PCB. W procesie projektowania PCB okablowanie jest generalnie podzielone na trzy dziedziny: pierwsza to okablowanie, które jest podstawowym wymogiem projektowania PCB. Jeśli linie nie są połączone i jest linia latająca, będzie to deska bez kwalifikacji. Można powiedzieć, że nie został jeszcze wprowadzony. Druga to satysfakcja z wydajności elektrycznej. Jest to standard pomiaru, czy płytka drukowana jest kwalifikowana. Ma to na celu dokładne dopasowanie okablowania po okablowaniu, aby uzyskać dobre parametry elektryczne. Potem jest piękno. Jeśli twoje okablowanie jest podłączone, nie ma miejsca, aby wpłynąć na wydajność urządzeń elektrycznych, ale na pierwszy rzut oka jest to nieuporządkowane w przeszłości, w połączeniu z kolorowymi i kolorowymi, nawet jeśli twoja wydajność elektryczna jest dobra, nadal jest to kawałek śmieci w oczach innych. Powoduje to duże niedogodności podczas testowania i konserwacji. Okablowanie powinno być schludne i jednolite, a nie krzyżujące się i nieuporządkowane. Powinny one być realizowane pod warunkiem zapewnienia wydajności elektrycznej i spełnienia innych indywidualnych wymagań, w przeciwnym razie będzie to odejście od podstaw. Podczas okablowania należy przestrzegać następujących zasad:
① Ogólnie, linia zasilania i przewód uziemiający powinny być okablowane jako pierwsze, aby zapewnić wydajność elektryczną płytki drukowanej. W dopuszczalnym zakresie należy maksymalnie poszerzyć szerokość przewodu zasilającego i uziemiającego. Lepiej, aby przewód uziemiający był szerszy niż szerokość linii energetycznej. Ich związek jest następujący: przewód uziemiający> linia energetyczna> linia sygnałowa. Zasadniczo szerokość linii sygnału wynosi 0.2 ~ 0.3 mm, drobna szerokość może osiągnąć 0.05 ~ 0.07 mm, a linia energetyczna zwykle wynosi 1.2 ~ 2.5 mm. W przypadku PCB obwodu cyfrowego można użyć szerokiego przewodu uziemiającego do utworzenia obwodu, to znaczy do utworzenia sieci uziemiającej (nie można w ten sposób wykorzystać uziemienia obwodu analogowego)
② Przewody o ścisłych wymaganiach (takie jak linie o wysokiej częstotliwości) będą okablowane z wyprzedzeniem, a linie boczne na końcu wejściowym i wyjściowym powinny unikać sąsiednich równoległych, aby uniknąć zakłóceń odbicia. W razie potrzeby należy dodać przewód uziemiający w celu izolacji. Okablowanie dwóch sąsiednich warstw powinno być do siebie prostopadłe i równoległe, co jest łatwe do uzyskania sprzężenia pasożytniczego.
③ Powłoka oscylatora będzie uziemiona, a linia zegara będzie jak najkrótsza i nie będzie wszędzie. Pod obwodem oscylacji zegara i specjalnym szybkim obwodem logicznym powierzchnia ziemi powinna zostać zwiększona, a inne linie sygnałowe nie powinny być pobierane, aby otaczające pole elektryczne było bliskie zeru;
④ W miarę możliwości należy zastosować okablowanie przerywane o kącie 45o, a okablowanie przerywanej linii o kącie 90o nie powinno być stosowane w celu zmniejszenia promieniowania sygnału o wysokiej częstotliwości.
⑤ Żadna linia sygnałowa nie będzie tworzyła pętli. Jeżeli jest to nieuniknione, pętla powinna być jak najmniejsza; Przelotki linii sygnałowych powinny być jak najmniejsze;
⑥ Linie kluczowe będą tak krótkie i grube, jak to możliwe, a po obu stronach zostaną dodane obszary ochronne.
⑦ Podczas przesyłania czułego sygnału i sygnału pasma pola szumu przez płaski kabel, należy go wyprowadzić w sposób „przewodu uziemienia sygnału przewodu uziemiającego”.
⑧ Punkty testowe będą zarezerwowane dla kluczowych sygnałów, aby ułatwić produkcję, konserwację i wykrywanie
. po zakończeniu schematu okablowania, okablowanie powinno być zoptymalizowane; Jednocześnie, po poprawnym wykonaniu wstępnej inspekcji sieci i inspekcji DRC, należy wypełnić nieokablowany obszar przewodem uziemiającym, wykorzystać jako przewód uziemiający duży obszar warstwy miedzi, a niewykorzystane miejsca połączyć z uziemieniem na płytce drukowanej przewód uziemiający. Lub może być wykonany w płytkę wielowarstwową, a zasilanie i przewód uziemiający zajmują odpowiednio jedno piętro.
——Wymagania dotyczące okablowania PCB
. linia
Ogólnie szerokość linii sygnału wynosi 0.3 mm (12 mil), a szerokość linii zasilania 0.77 mm (30 mil) lub 1.27 mm (50 mil); Odległość pomiędzy liniami oraz pomiędzy liniami i padami jest większa lub równa 0.33mm (13mil). W praktyce, jeśli pozwalają na to warunki, zwiększ odległość;
Gdy gęstość okablowania jest wysoka, można rozważyć (ale nie jest to zalecane) użycie dwóch przewodów między pinami IC. Szerokość drutów wynosi 0.254mm (10mil), a odstęp między drutami nie mniejszy niż 0.254mm (10mil). W szczególnych okolicznościach, gdy piny urządzenia są gęste, a szerokość wąska, szerokość i odstępy między wierszami można odpowiednio zmniejszyć.
. Podkładka
Podstawowe wymagania dla podkładki i przelotki są następujące: średnica podkładki powinna być większa niż 0.6 mm niż średnica otworu; Na przykład, dla ogólnych rezystorów pinowych, kondensatorów i układów scalonych, rozmiar dysku/otworu wynosi 1.6 mm/0.8 mm (63mil/32mil), a gniazdo, pin i dioda 1N4007 to 1.8mm/1.0mm (71mil/39mil). W praktycznym zastosowaniu należy go określić zgodnie z rozmiarem rzeczywistych elementów. Jeśli to możliwe, rozmiar podkładki można odpowiednio zwiększyć;
Otwór montażowy komponentu zaprojektowany na płytce drukowanej powinien być o około 0.2 ~ 0.4 mm większy niż rzeczywisty rozmiar szpilki komponentu.
. przez
Ogólnie 1.27 mm / 0.7 mm (50 mil / 28 mil);
Gdy gęstość okablowania jest duża, rozmiar przelotki można odpowiednio zmniejszyć, ale nie powinien być zbyt mały. Można rozważyć 1.0 mm / 0.6 mm (40 mil / 24 mil).
. wymagania dotyczące rozstawu podkładki, drutu i przelotki
PAD i VIA?: ≥ 0.3 mm (12 mil)
PAD i PAD?: ≥ 0.3 mm (12 mil)
PAD i ŚCIEŻKA?: ≥ 0.3 mm (12 mil)
ŚLEDZENIE i ŚLEDZENIE?: ≥ 0.3 mm (12 mil)
Gdy gęstość jest wysoka:
PAD i VIA?: ≥ 0.254 mm (10 mil)
PAD i PAD?: ≥ 0.254 mm (10 mil)
PAD i ŚCIEŻKA?： ≥? 0.254 mm (10 mil)
ŚLEDŹ i ŚLEDŹ?： ≥? 0.254 mm (10 mil)
Po piąte: optymalizacja okablowania i sitodruk.
„Nie dobrze, tylko lepiej”! Bez względu na to, jak bardzo starasz się zaprojektować, po zakończeniu malowania nadal będziesz czuł, że wiele miejsc można modyfikować. Ogólne doświadczenie projektowe wskazuje, że czas optymalizacji okablowania jest dwa razy dłuższy niż w przypadku okablowania początkowego. Gdy poczujesz, że nie ma co modyfikować, możesz ułożyć miedź (umieść -> płaszczyzna wielokąta). Miedź jest zwykle układana przewodem uziemiającym (należy zwrócić uwagę na oddzielenie uziemienia analogowego od uziemienia cyfrowego), a przy układaniu płyt wielowarstwowych można również układać zasilanie. W przypadku sitodruku należy zwrócić uwagę, aby nie był blokowany przez urządzenia lub usuwany przez przelotki i podkładki. Jednocześnie projekt powinien być skierowany do powierzchni komponentu, a słowa na dole powinny być odzwierciedlone, aby uniknąć pomylenia warstwy.
Po szóste: inspekcja sieci i DRC oraz inspekcja struktury.
Po pierwsze, przy założeniu, że projekt schematu obwodu jest poprawny, sprawdź połączenie fizyczne między wygenerowanym plikiem sieciowym PCB a plikiem sieciowym schematu i na czas popraw projekt zgodnie z wynikami pliku wyjściowego, aby zapewnić poprawność relacji połączenia okablowania ;
Po poprawnym przejściu kontroli sieci DRC sprawdza projekt PCB i koryguje projekt na czas zgodnie z wynikami pliku wyjściowego, aby zapewnić sprawność elektryczną okablowania PCB. Mechaniczna struktura instalacji PCB zostanie następnie sprawdzona i potwierdzona.
Po siódme: produkcja płyt.
Wcześniej powinien nastąpić proces audytu.
Projektowanie PCB to test umysłu. Kto ma gęsty umysł i duże doświadczenie, zaprojektowana deska jest dobra. Dlatego powinniśmy być bardzo ostrożni w projektowaniu, w pełni brać pod uwagę różne czynniki (na przykład wiele osób nie bierze pod uwagę wygody konserwacji i inspekcji), ciągle się doskonalić, a będziemy mogli zaprojektować dobrą deskę.