Несомненно, что схематическое создание и печатная плата Макет является фундаментальным аспектом электротехники, и имеет смысл, что ресурсы, такие как технические статьи, заметки по применению и учебники, часто концентрируются в этих частях процесса проектирования. Однако не следует забывать, что если вы не знаете, как преобразовать готовый файл проекта в собранную печатную плату, схема и макет не очень полезны. Даже если вы немного знакомы с порядком заказа и сборкой печатных плат, вы можете не знать, что определенные варианты могут помочь вам получить достаточные результаты при более низких затратах.

Я не буду обсуждать изготовление печатных плат своими руками и не могу честно рекомендовать этот метод. В настоящее время профессиональное производство печатных плат очень дешево и удобно, и в целом результат намного лучше.

Я долгое время занимался независимым и мелкосерийным проектированием печатных плат, и постепенно у меня накопилось достаточно актуальной информации, чтобы написать достаточно исчерпывающую статью на эту тему. Тем не менее, я просто человек и, конечно же, не все знаю, поэтому, пожалуйста, не стесняйтесь расширять мою работу в разделе комментариев в конце этой статьи. Спасибо за ваш вклад.

Базовая схема

Схема в основном состоит из компонентов и проводов, соединенных таким образом, чтобы обеспечить желаемое электрическое поведение. Провода превратятся в следы или потекут медью.

Эти компоненты включают в себя посадочные места (схемы заземления), которые представляют собой наборы сквозных отверстий и / или площадок для поверхностного монтажа, которые соответствуют геометрии клемм физической части. Следы также могут содержать линии, фигуры и текст. Эти линии, фигуры и текст все вместе называются трафаретной печатью. Они отображаются на печатной плате как чисто визуальные элементы. Они не проводят электричество и не влияют на работу цепи.

На следующем рисунке представлены примеры схемных компонентов и соответствующих посадочных мест на печатной плате (синие линии обозначают контактные площадки, к которым подключен каждый вывод компонента).

pIYBAGAI8vGATJmoAAEvjStuWws459.png

Преобразование схемы в компоновку печатной платы

Полная схема преобразуется программным обеспечением CAD в компоновку печатной платы, состоящую из пакетов компонентов и линий; этот довольно неприятный термин относится к электрическим соединениям, которые еще не были преобразованы в физические соединения.

Дизайнер сначала размещает компоненты, а затем использует линии как направляющие для создания трасс, заливки меди и переходных отверстий. Сквозное отверстие – это небольшое сквозное отверстие, которое имеет электрические соединения с разными слоями печатной платы (или несколькими слоями). Например, тепловой переходник может быть подключен к внутреннему слою заземления, а медный провод заземления будет заливаться в нижнюю часть платы).

Проверка: выявление проблем в компоновке печатной платы.

Последний шаг перед началом этапа производства называется верификацией. Общая идея здесь заключается в том, что инструменты САПР будут пытаться найти ошибки макета до того, как они негативно повлияют на работу платы или помешают производственному процессу.

Обычно существует три типа аутентификации (хотя их может быть и больше):

Электрическая связь: это гарантирует, что все части сети соединены какой-то проводящей структурой.

Согласованность между схемой и макетом: это самоочевидно. Я предполагаю, что разные инструменты САПР имеют разные способы достижения этой формы проверки.

DRC (проверка правил проектирования): это особенно актуально для темы производства печатных плат, потому что правила проектирования – это ограничения, которые вы должны наложить на свою компоновку, чтобы обеспечить успешное производство. Общие правила проектирования включают минимальный интервал следа, минимальную ширину следа и минимальный диаметр сверла. При выкладывании монтажной платы легко нарушить правила оформления, особенно если вы очень торопитесь. Поэтому обязательно используйте функцию DRC инструмента CAD. На рисунке ниже представлены правила проектирования, которые я использовал для платы управления роботом C-BISCUIT.

Функции печатной платы перечислены по горизонтали и вертикали. Значение на пересечении строк и столбцов, соответствующих двум элементам, указывает минимальное расстояние (в милах) между двумя элементами. Например, если вы посмотрите на строку, соответствующую «Board», а затем перейдете к столбцу, соответствующему «Pad», вы обнаружите, что минимальное расстояние между площадкой и краем доски составляет 11 мил.