PCB บอร์ด การออกแบบจำเป็นต้องให้ข้อมูล:

(1) แผนผังไดอะแกรม: รูปแบบเอกสารอิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์ซึ่งสามารถสร้าง netlist ที่ถูกต้อง (netlist)

(2) ขนาดเครื่องกล: เพื่อให้ระบุตำแหน่งและทิศทางเฉพาะของอุปกรณ์กำหนดตำแหน่งตลอดจนการระบุพื้นที่ตำแหน่งจำกัดความสูงเฉพาะ

(3) รายการ BOM: ส่วนใหญ่จะกำหนดและตรวจสอบข้อมูลแพ็คเกจที่ระบุของอุปกรณ์บนแผนผัง

(4) คู่มือการเดินสายไฟ: คำอธิบายข้อกำหนดเฉพาะสำหรับสัญญาณเฉพาะ ตลอดจนข้อกำหนดด้านอิมพีแดนซ์ การเคลือบ และข้อกำหนดการออกแบบอื่นๆ

ขั้นตอนการออกแบบพื้นฐานของบอร์ด PCB มีดังนี้:

เตรียม – & gt; การออกแบบโครงสร้าง PCB – & GT; เค้าโครง PCB – & GT; สายไฟ – & gt; การเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางและหน้าจอ – > การตรวจสอบเครือข่ายและ DRC และการตรวจสอบโครงสร้าง – > บอร์ด PCB.

1: การเตรียมการเบื้องต้น

1) ซึ่งรวมถึงการเตรียมส่วนประกอบไลบรารีและแผนผัง “ถ้าอยากจะทำอะไรดีๆ คุณต้องฝึกฝนเครื่องมือก่อน” ในการสร้างบอร์ดที่ดี นอกจากหลักการออกแบบแล้ว คุณต้องวาดรูปให้ดีด้วย ก่อนดำเนินการออกแบบ PCB คุณต้องเตรียมไลบรารีส่วนประกอบ Schematic SCH และไลบรารีส่วนประกอบ PCB ก่อน (นี่เป็นขั้นตอนแรก – สำคัญมาก) ไลบรารีคอมโพเนนต์สามารถใช้ไลบรารีที่มาพร้อมกับ Protel ได้ แต่มักจะเป็นเรื่องยากที่จะหาไลบรารีที่เหมาะสม วิธีที่ดีที่สุดคือสร้างไลบรารีส่วนประกอบของคุณเองตามข้อมูลขนาดมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ที่คุณเลือก

โดยหลักการแล้ว ให้รันไลบรารีคอมโพเนนต์ของ PCB ก่อน แล้วจึงค่อยรัน SCH ไลบรารีส่วนประกอบ PCB มีความต้องการสูง ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการติดตั้ง PCB ไลบรารีคอมโพเนนต์ SCH ค่อนข้างผ่อนคลาย ตราบใดที่คุณระมัดระวังในการกำหนดแอตทริบิวต์ของพินและความสอดคล้องกับส่วนประกอบ PCB

PS: สังเกตหมุดที่ซ่อนอยู่ในไลบรารีมาตรฐาน จากนั้นการออกแบบแผนผังก็มาถึง และเมื่อพร้อมแล้ว การออกแบบ PCB ก็สามารถเริ่มต้นได้

2) เมื่อสร้างไลบรารีแผนผังให้สังเกตว่าพินเชื่อมต่อกับบอร์ด PCB เอาต์พุต / เอาต์พุตและตรวจสอบไลบรารี

2. การออกแบบโครงสร้าง PCB

ขั้นตอนนี้ดึงพื้นผิว PCB ในสภาพแวดล้อมการออกแบบ PCB ตามขนาดของบอร์ดที่กำหนดและตำแหน่งทางกลต่างๆ และวางคอนเน็กเตอร์ ปุ่ม/สวิตช์ ท่อนิกซี่ ตัวบ่งชี้ อินพุต และเอาต์พุตตามข้อกำหนดการวางตำแหน่ง , รูสกรู , รูติดตั้ง , ฯลฯ , พิจารณาและกำหนดพื้นที่เดินสายและพื้นที่ที่ไม่ได้เดินสายไฟให้ครบถ้วน (เช่น ขอบเขตของรูสกรูคือพื้นที่ไม่เดินสายไฟ)

ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับขนาดจริง (พื้นที่ใช้งานและความสูง) ของส่วนประกอบการชำระเงิน ตำแหน่งสัมพัทธ์ระหว่างส่วนประกอบ – ขนาดของพื้นที่ และพื้นผิวที่วางอุปกรณ์เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของแผงวงจร . ในขณะที่สร้างความมั่นใจในความเป็นไปได้และความสะดวกในการผลิตและการติดตั้ง ควรมีการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์อย่างเหมาะสมเพื่อให้อุปกรณ์สะอาดอยู่เสมอ ในขณะเดียวกันก็ทำให้มั่นใจว่าหลักการข้างต้นจะสะท้อนให้เห็น หากวางอุปกรณ์เดียวกันไว้อย่างเรียบร้อยและไปในทิศทางเดียวกัน จะไม่สามารถวางอุปกรณ์ดังกล่าวได้ มันเป็นการเย็บปะติดปะต่อกัน “

3. เค้าโครง PCB

1) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแผนผังไดอะแกรมถูกต้องก่อนเลย์เอาต์ – นี่สำคัญมาก! — – สำคัญมาก!

แผนผังไดอะแกรมเสร็จสมบูรณ์ รายการตรวจสอบ ได้แก่ โครงข่ายไฟฟ้า กริดกราวด์ ฯลฯ

2) เลย์เอาต์ควรใส่ใจกับตำแหน่งของอุปกรณ์พื้นผิว (โดยเฉพาะปลั๊กอิน ฯลฯ ) และตำแหน่งของอุปกรณ์ (การวางแนวนอนหรือแนวตั้งในแนวตั้ง) เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปได้และสะดวกในการติดตั้ง

3) วางอุปกรณ์บนแผงวงจรที่มีเลย์เอาต์สีขาว ณ จุดนี้ หากการเตรียมการทั้งหมดข้างต้นเสร็จสมบูรณ์ คุณสามารถสร้างตารางเครือข่าย (design-gt; CreateNetlist) จากนั้นนำเข้าตารางเครือข่าย (ออกแบบ- > LoadNets) บน PCB ฉันเห็นสแต็กอุปกรณ์ทั้งหมดโดยมีการเชื่อมต่อแบบมีสายบินระหว่างพินและเลย์เอาต์ของอุปกรณ์

เค้าโครงโดยรวมขึ้นอยู่กับหลักการดังต่อไปนี้:

ในเลย์เอาต์เมื่อฉันนอนราบ คุณควรกำหนดพื้นผิวที่จะวางอุปกรณ์ โดยทั่วไปแล้ว แพตช์ควรวางที่ด้านเดียวกัน และปลั๊กอินควรมองหาข้อมูลเฉพาะ

1) ตามการแบ่งที่เหมาะสมของประสิทธิภาพทางไฟฟ้า โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น: พื้นที่วงจรดิจิตอล (การรบกวน การรบกวน) พื้นที่วงจรแอนะล็อก (กลัวการรบกวน) พื้นที่ไดรฟ์พลังงาน (แหล่งสัญญาณรบกวน);

2) ควรวางวงจรที่มีฟังก์ชันเดียวกันไว้ใกล้ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และควรปรับส่วนประกอบเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อที่ง่ายที่สุด ในเวลาเดียวกัน ให้ปรับตำแหน่งสัมพัทธ์ระหว่างบล็อคฟังก์ชัน เพื่อให้การเชื่อมต่อระหว่างบล็อคฟังก์ชันมีความรัดกุมที่สุด

3) สำหรับชิ้นส่วนคุณภาพสูงควรพิจารณาตำแหน่งการติดตั้งและความเข้มในการติดตั้งควรวางองค์ประกอบความร้อนแยกต่างหากจากองค์ประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิ และหากจำเป็น ควรพิจารณามาตรการการพาความร้อน

5) เครื่องกำเนิดนาฬิกา (เช่น คริสตัลหรือนาฬิกา) ควรอยู่ใกล้อุปกรณ์ที่ใช้นาฬิกามากที่สุด

6) ข้อกำหนดของเลย์เอาต์ควรมีความสมดุล เบาบางและเป็นระเบียบ ไม่หนักเกินไปหรือจม

4. การเดินสายไฟ

การเดินสายไฟเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุดในการออกแบบ PCB ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของ PCB ในการออกแบบ PCB การเดินสายโดยทั่วไปมีการแบ่งสามระดับ: อันดับแรกคือการเชื่อมต่อ และความต้องการพื้นฐานที่สุดของการออกแบบ PCB หากไม่มีการวางสายไฟและการเดินสายไฟจะเป็นบอร์ดที่ไม่ได้มาตรฐาน มันปลอดภัยที่จะบอกว่ามันยังไม่เริ่ม ประการที่สองคือความพึงพอใจในประสิทธิภาพทางไฟฟ้า นี่คือการวัดดัชนีความสอดคล้องของแผงวงจรพิมพ์ มีการเชื่อมต่อหลังจากปรับสายไฟอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุด ตามด้วยความสวยงาม ถ้าต่อสายไฟแล้วไม่มีจุดไหนให้กระทบต่อประสิทธิภาพไฟฟ้าแต่เมื่อก่อนดูมีสีสันสดใสมากมายแล้วประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของคุณดีแค่ไหนในสายตาคนอื่นยังเป็นเศษขยะอยู่ . สิ่งนี้ทำให้เกิดความไม่สะดวกอย่างมากในการทดสอบและบำรุงรักษา การเดินสายไฟควรเรียบร้อยและสม่ำเสมอโดยไม่มีกฎเกณฑ์และข้อบังคับ สิ่งเหล่านี้ต้องบรรลุผลพร้อมทั้งรับรองประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและข้อกำหนดส่วนบุคคลอื่นๆ

การเดินสายไฟดำเนินการตามหลักการดังต่อไปนี้:

1) ภายใต้สถานการณ์ปกติ สายไฟและสายกราวด์ควรต่อสายก่อนเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของแผงวงจร ภายในเงื่อนไขเหล่านี้ ให้พยายามขยายแหล่งจ่ายไฟและความกว้างของสายกราวด์ สายกราวด์ดีกว่าสายไฟ ความสัมพันธ์ของพวกเขาคือ: สายดิน > สายไฟ & gt; สายสัญญาณ. โดยทั่วไป ความกว้างของสายสัญญาณคือ 0.2 ~ 0.3 มม. ความกว้างที่บางที่สุดสามารถเข้าถึง 0.05 ~ 0.07 มม. และสายไฟโดยทั่วไปคือ 1.2 ~ 2.5 มม. สำหรับ PCBS ดิจิทัล สามารถใช้สายกราวด์แบบกว้างเพื่อสร้างลูปสำหรับเครือข่ายกราวด์ (ไม่สามารถใช้กราวด์แอนะล็อกในลักษณะนี้)

2) การประมวลผลล่วงหน้าของความต้องการที่สูงขึ้น (เช่นสายความถี่สูง) ขอบอินพุตและเอาต์พุตควรหลีกเลี่ยงการขนานที่อยู่ติดกันเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนการสะท้อน หากจำเป็น การเดินสายไฟ XNUMX ชั้นที่อยู่ติดกันควรตั้งฉากกันโดยขนานกับสายดิน มีแนวโน้มที่จะเกิดการประกบกาฝาก

3) ตัวเรือนออสซิลเลเตอร์มีการต่อสายดิน และสายนาฬิกาควรสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และไม่สามารถอ้างอิงได้ทุกที่ ใต้วงจรการสั่นของนาฬิกา วงจรลอจิกความเร็วสูงพิเศษควรเพิ่มพื้นที่กราวด์ ไม่ควรใช้สายสัญญาณอื่น ๆ เพื่อให้สนามไฟฟ้าโดยรอบใกล้ศูนย์

4) ใช้โพลิลีน 45 องศาให้มากที่สุด ห้ามใช้โพลิไลน์ 90 องศาเพื่อลดการแผ่รังสีของสัญญาณความถี่สูง (ต้องใช้เส้นสูงเพื่อใช้ส่วนโค้งคู่)

5) อย่าวนซ้ำบนสายสัญญาณใด ๆ หากหลีกเลี่ยงไม่ได้ ลูปควรมีขนาดเล็กที่สุด จำนวนรูทะลุสำหรับสายสัญญาณควรมีขนาดเล็กที่สุด

6) เส้นหลักควรสั้นและหนาที่สุดเท่าที่จะทำได้ และควรเพิ่มการป้องกันทั้งสองด้าน

7) เมื่อส่งสัญญาณที่ละเอียดอ่อนและสัญญาณสนามเสียงผ่านสายเคเบิลแบบแบน ควรแยกสัญญาณเหล่านี้ผ่าน “สัญญาณกราวด์ – สายกราวด์”

8) สัญญาณหลักควรสงวนไว้สำหรับจุดทดสอบเพื่ออำนวยความสะดวกในการทดสอบการดีบัก การผลิต และการทดสอบการบำรุงรักษา

9) หลังจากเดินสายแผนผังเสร็จสิ้น การเดินสายควรได้รับการปรับให้เหมาะสม ในเวลาเดียวกัน หลังจากการตรวจสอบเครือข่ายเริ่มต้นและการตรวจสอบ DRC ถูกต้องแล้ว จะมีการต่อสายดินของพื้นที่ไร้สาย และใช้ชั้นทองแดงขนาดใหญ่เป็นพื้น และใช้แผงวงจรพิมพ์ พื้นที่ที่ไม่ได้ใช้เชื่อมต่อกับพื้นดินเป็นพื้นดิน หรือทำบอร์ดหลายชั้น, แหล่งจ่ายไฟ, การต่อสายดินแต่ละอันคิดเป็นชั้น

5. เติมน้ำตา

การฉีกขาดคือการเชื่อมต่อแบบหยดระหว่างแผ่นรองกับเส้นหรือระหว่างเส้นกับรูนำ จุดประสงค์ของหยดน้ำตาคือเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสระหว่างลวดกับแผ่นรองหรือระหว่างลวดกับรูตัวนำเมื่อกระดานได้รับแรงมาก นอกจากนี้ การตัดการเชื่อมต่อ การตั้งค่าหยดน้ำสามารถทำให้บอร์ด PCB ดูสวยขึ้น

ในการออกแบบแผงวงจรเพื่อให้แผ่นแข็งแรงและป้องกันแผ่นกล, แผ่นเชื่อมและลวดเชื่อมระหว่างการแตกหัก, แผ่นเชื่อมและลวดมักจะถูกตั้งค่าระหว่างฟิล์มทองแดงของแถบทรานซิชัน, รูปร่างเหมือนน้ำตา, ดังนั้นจึงเป็น มักจะเรียกว่าน้ำตา

6. ในทางกลับกัน การตรวจสอบครั้งแรกคือการดูที่เลเยอร์ Keepout เลเยอร์บนสุด โอเวอร์เลย์ล่าง และโอเวอร์เลย์ด้านล่าง

7. การตรวจสอบกฎไฟฟ้า: ผ่านรู (0 ถึงรู – เหลือเชื่อมาก 0.8 ขอบเขต) ไม่ว่าจะเป็นกริดที่ขาด, ระยะห่างขั้นต่ำ (10mil), ไฟฟ้าลัดวงจร (แต่ละพารามิเตอร์วิเคราะห์ทีละรายการ)

8. ตรวจสอบสายไฟและสายดิน – การรบกวน (ความจุของตัวกรองควรอยู่ใกล้กับชิป)

9. หลังจากทำ PCB เสร็จแล้ว ให้โหลดตัวทำเครื่องหมายเครือข่ายอีกครั้งเพื่อตรวจสอบว่า netlist ได้รับการแก้ไขหรือไม่ – ทำงานได้ดี

10. หลังจากเสร็จสิ้น PCB ให้ตรวจสอบวงจรของอุปกรณ์หลักเพื่อให้แน่ใจว่าถูกต้อง