Quy trình thiết kế PCB cơ bản chung như sau: chuẩn bị sơ bộ -> thiết kế cấu trúc PCB -> bố trí PCB -> nối dây -> tối ưu hóa hệ thống dây và in lụa -> kiểm tra mạng và DRC và kiểm tra cấu trúc -> chế tạo tấm.
Chuẩn bị sơ bộ.
Điều này bao gồm việc chuẩn bị danh mục và sơ đồ “Nếu bạn muốn hoàn thành tốt công việc, trước tiên bạn phải mài giũa các công cụ của mình. “Để làm một bảng tốt, bạn không chỉ nên thiết kế theo nguyên tắc mà phải vẽ tốt. Trước khi thiết kế PCB, trước tiên hãy chuẩn bị thư viện thành phần của sơ đồ Sch và PCB. Thư viện thành phần có thể là Protel (nhiều loại chim cổ điện tử là Protel vào thời điểm đó), nhưng rất khó để tìm được một cái phù hợp. Tốt hơn là tạo thư viện thành phần theo dữ liệu kích thước tiêu chuẩn của thiết bị đã chọn. Về nguyên tắc, hãy tạo thư viện thành phần của PCB trước, sau đó là thư viện thành phần của sch. Thư viện thành phần của PCB có yêu cầu cao, ảnh hưởng trực tiếp đến việc lắp đặt bo mạch; Các yêu cầu về thư viện thành phần của SCH tương đối lỏng lẻo. Chỉ cần chú ý đến việc xác định các thuộc tính pin và mối quan hệ tương ứng với các thành phần PCB. PS: lưu ý các chân ẩn trong thư viện chuẩn. Sau đó là thiết kế sơ đồ. Khi bạn đã sẵn sàng, bạn đã sẵn sàng để bắt đầu thiết kế PCB.
Thứ hai: Thiết kế cấu trúc PCB.
Trong bước này, theo kích thước bảng mạch đã xác định và định vị cơ học khác nhau, vẽ bề mặt PCB trong môi trường thiết kế PCB và đặt các đầu nối cần thiết, phím / công tắc, lỗ vặn, lỗ lắp ráp, v.v. theo yêu cầu định vị. Và hoàn toàn xem xét và xác định khu vực đi dây và khu vực không nối dây (chẳng hạn như bao nhiêu phần diện tích xung quanh lỗ vít thuộc khu vực không đấu dây).
Thứ ba: Bố trí PCB.
Cách bố trí là đặt các thiết bị trên bảng. Tại thời điểm này, nếu tất cả các bước chuẩn bị nêu trên đã xong, bạn có thể tạo một bảng mạng (Thiết kế -> tạo danh sách mạng) trên sơ đồ, sau đó nhập một bảng mạng (Thiết kế -> Lưới tải) trên sơ đồ PCB. Bạn có thể thấy rằng tất cả các thiết bị đều được xếp chồng lên nhau và có những sợi dây bay giữa các chân để nhắc kết nối. Sau đó, bạn có thể bố trí thiết bị. Việc bố trí chung phải được thực hiện theo các nguyên tắc sau:
① Phân vùng hợp lý theo hiệu suất điện, thường được chia thành: vùng mạch kỹ thuật số (tức là sợ nhiễu và tạo ra nhiễu), vùng mạch tương tự (sợ nhiễu) và vùng ổ nguồn (nguồn gây nhiễu);
② Các mạch hoàn thành cùng một chức năng phải được đặt càng gần nhau càng tốt, và tất cả các thành phần phải được điều chỉnh để đảm bảo đấu dây đơn giản; Đồng thời, điều chỉnh vị trí tương đối giữa các khối chức năng để sự liên kết giữa các khối chức năng được ngắn gọn;
③. đối với các thành phần có chất lượng cao, vị trí lắp đặt và cường độ lắp đặt phải được xem xét; Các phần tử gia nhiệt phải được đặt tách biệt với các phần tử nhạy cảm với nhiệt độ và các biện pháp đối lưu nhiệt phải được xem xét khi cần thiết;
④ Trình điều khiển I / O phải càng gần mép bảng in và đầu nối ra càng tốt;
⑤ Bộ tạo xung nhịp (chẳng hạn như bộ tạo dao động tinh thể hoặc bộ tạo dao động đồng hồ) phải càng gần thiết bị sử dụng đồng hồ càng tốt;
⑥ Một tụ điện tách (tụ điện đơn có hiệu suất cao tần tốt thường được sử dụng) phải được thêm vào giữa chân đầu vào nguồn của mỗi mạch tích hợp và đất; Khi không gian bảng mạch dày đặc, một tụ điện tantali cũng có thể được thêm vào xung quanh một số mạch tích hợp.
⑦. phải thêm một điốt phóng điện (1N4148) ở cuộn dây rơle;
⑧ Bố cục phải cân đối, dày đặc và có trật tự, không được nặng nề hoặc nặng nề
“”
——Cần chú ý đặc biệt
Khi đặt linh kiện, phải xem xét kích thước thực tế (diện tích và chiều cao) của linh kiện và vị trí tương đối giữa các linh kiện để đảm bảo hiệu suất điện của bảng mạch và tính khả thi, thuận tiện trong sản xuất và lắp đặt. Đồng thời, trên cơ sở các nguyên tắc trên có thể phản ánh được, việc sắp xếp các bộ phận cần được điều chỉnh một cách hợp lý cho gọn gàng và đẹp mắt. Các thành phần tương tự nên được đặt ngay ngắn Theo cùng một hướng, không thể “phân tán”.
Bước này liên quan đến hình ảnh tổng thể của bảng và độ khó đi dây ở bước tiếp theo, vì vậy chúng ta nên hết sức cân nhắc. Trong quá trình bố trí, hệ thống dây điện sơ bộ có thể được thực hiện cho những nơi không chắc chắn và được xem xét đầy đủ.
Thứ tư: hệ thống dây điện.
Đấu dây là một quá trình quan trọng trong toàn bộ thiết kế PCB. Điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của PCB. Trong quá trình thiết kế PCB, hệ thống dây điện thường được chia thành ba lĩnh vực: thứ nhất là đi dây, đây là yêu cầu cơ bản của thiết kế PCB. Nếu các đường không nối và có đường bay thì đó sẽ là ván không đạt tiêu chuẩn. Có thể nói rằng nó vẫn chưa được giới thiệu. Thứ hai là sự hài lòng về hiệu suất điện. Đây là tiêu chuẩn để đo một bảng mạch in có đủ tiêu chuẩn hay không. Điều này là để điều chỉnh hệ thống dây điện một cách cẩn thận sau khi đấu dây để đạt được hiệu suất điện tốt. Sau đó là vẻ đẹp. Nếu hệ thống dây điện của bạn được kết nối, không có chỗ nào ảnh hưởng đến hiệu suất của các thiết bị điện, nhưng nhìn thoáng qua, nó rối loạn trước đây, cùng với màu sắc sặc sỡ, cho dù hiệu suất điện của bạn tốt, nó vẫn là một phần của rác trong mắt người khác. Điều này mang lại sự bất tiện lớn cho việc kiểm tra và bảo trì. Hệ thống dây điện phải gọn gàng và thống nhất, không đan chéo và vô tổ chức. Những điều này nên được thực hiện với điều kiện đảm bảo hiệu suất điện và đáp ứng các yêu cầu cá nhân khác, nếu không nó sẽ bị bỏ rơi những điều cơ bản. Các nguyên tắc sau đây phải được tuân thủ trong quá trình đấu dây:
① Nói chung, đường dây điện và dây nối đất phải được nối dây trước để đảm bảo hiệu suất điện của bảng mạch. Trong phạm vi cho phép, chiều rộng của nguồn điện và dây nối đất phải được mở rộng hết mức có thể. Tốt hơn là dây nối đất rộng hơn chiều rộng đường dây điện. Mối quan hệ của chúng là: dây nối đất> dây nguồn> dây tín hiệu. Nói chung, chiều rộng đường tín hiệu là 0.2 ~ 0.3mm, chiều rộng nhỏ có thể đạt 0.05 ~ 0.07mm, và đường dây điện nói chung là 1.2 ~ 2.5mm. Đối với PCB của mạch kỹ thuật số, một dây nối đất rộng có thể được sử dụng để tạo thành mạch, nghĩa là, để tạo thành mạng nối đất (không thể sử dụng đất của mạch tương tự theo cách này)
② Các dây có yêu cầu nghiêm ngặt (chẳng hạn như đường dây tần số cao) phải được đấu dây trước, và các đường bên của đầu vào và đầu ra phải tránh song song liền kề để tránh nhiễu phản xạ. Nếu cần, dây nối đất phải được thêm vào để cách ly. Hệ thống dây của hai lớp liền kề phải vuông góc với nhau và song song với nhau, dễ sinh ra hiện tượng ghép ký sinh.
③ Vỏ bộ dao động phải được nối đất, và dòng đồng hồ phải càng ngắn càng tốt, và nó không ở khắp mọi nơi. Theo mạch dao động đồng hồ và mạch logic tốc độ cao đặc biệt, nên tăng diện tích trái đất, không lấy các đường tín hiệu khác làm điện trường xung quanh gần bằng không;
④ Hệ thống dây đứt 45o phải được sử dụng càng xa càng tốt và không được sử dụng dây đứt 90o để giảm bức xạ của tín hiệu tần số cao （Hồ quang kép cũng phải được sử dụng cho các đường dây có yêu cầu cao)
⑤ Không có đường tín hiệu nào sẽ tạo thành vòng lặp. Nếu không thể tránh khỏi, vòng lặp phải càng nhỏ càng tốt; Phạm vi của các đường tín hiệu phải càng ít càng tốt;
⑥ Các đường chính phải ngắn và dày nhất có thể, và các khu vực bảo vệ phải được bổ sung ở cả hai bên.
⑦ Khi truyền tín hiệu nhạy cảm và tín hiệu dải trường nhiễu qua cáp dẹt, nó phải được dẫn ra theo kiểu “dây nối đất tín hiệu dây nối đất”.
⑧ Các điểm kiểm tra phải được dành riêng cho các tín hiệu chính để tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất, bảo trì và phát hiện
⑨. sau khi hoàn thành đấu dây sơ đồ, hệ thống dây điện phải được tối ưu hóa; Đồng thời, sau khi kiểm tra sơ bộ mạng và kiểm tra DRC là đúng, hãy lấp đầy khu vực không có dây bằng dây nối đất, sử dụng một phần lớn lớp đồng làm dây nối đất và kết nối những nơi không sử dụng với đất trên bảng in như dây nối đất. Hoặc nó có thể được làm thành một bảng nhiều lớp, và nguồn điện và dây nối đất lần lượt chiếm một tầng.
——PCB yêu cầu quy trình đi dây
①. hàng
Nói chung, chiều rộng đường tín hiệu là 0.3mm (12 triệu), và chiều rộng đường dây điện là 0.77mm (30 triệu) hoặc 1.27mm (50 triệu); Khoảng cách giữa các dòng và giữa các dòng và miếng đệm lớn hơn hoặc bằng 0.33mm (13mil). Trong thực tế áp dụng, nếu có điều kiện thì tăng khoảng cách;
Khi mật độ dây cao, có thể xem xét (nhưng không khuyến khích) sử dụng hai dây giữa các chân IC. Chiều rộng của dây là 0.254mm (10mil) và khoảng cách giữa các dây không nhỏ hơn 0.254mm (10mil). Trong các trường hợp đặc biệt, khi các chân cắm thiết bị dày đặc và chiều rộng hẹp, độ rộng dòng và khoảng cách dòng có thể được giảm một cách thích hợp.
②. tập giấy
Các yêu cầu cơ bản đối với tấm lót và lỗ thông như sau: đường kính của tấm lót phải lớn hơn 0.6mm so với đường kính của lỗ; Ví dụ, đối với điện trở chân, tụ điện và mạch tích hợp chung, kích thước đĩa / lỗ là 1.6mm / 0.8mm (63mil / 32mil) và ổ cắm, chân và diode 1N4007 là 1.8mm / 1.0mm (71mil / 39mil). Trong ứng dụng thực tế, nó cần được xác định theo kích thước của các thành phần thực tế. Nếu có thể, kích thước miếng đệm có thể được tăng lên một cách thích hợp;
Khẩu độ lắp linh kiện được thiết kế trên PCB phải lớn hơn kích thước thực của chân linh kiện khoảng 0.2 ~ 0.4mm.
③. qua
Nói chung là 1.27mm / 0.7mm (50 triệu / 28 triệu);
Khi mật độ dây cao, kích thước qua có thể được giảm một cách thích hợp, nhưng không nên quá nhỏ. Có thể xem xét 1.0mm / 0.6mm (40 triệu / 24 triệu).
④. yêu cầu về khoảng cách của pad, dây và qua
PAD và VIA ?： ≥ 0.3mm (12 triệu)
PAD và PAD ?： ≥ 0.3mm (12 triệu)
PAD và TRACK ?： ≥ 0.3mm (12 triệu)
THEO DÕI và THEO DÕI ?： ≥ 0.3mm (12 triệu)
Khi mật độ cao:
PAD và VIA ?： ≥ 0.254mm (10 triệu)
PAD và PAD ?： ≥ 0.254mm (10 triệu)
PAD và TRACK ?： ≥? 0.254mm (10 triệu)
THEO DÕI và THEO DÕI ?： ≥? 0.254mm (10 triệu)
Thứ năm: tối ưu hóa hệ thống dây điện và in lụa.
“Không tốt, chỉ tốt hơn”! Dù bạn có cố gắng thiết kế đến đâu thì khi vẽ xong, bạn vẫn sẽ cảm thấy có nhiều chỗ có thể sửa đổi được. Kinh nghiệm thiết kế chung là thời gian tối ưu hóa hệ thống dây điện gấp đôi thời gian đi dây ban đầu. Sau khi bạn cảm thấy rằng không có gì để sửa đổi, bạn có thể đặt đồng (đặt -> mặt phẳng đa giác). Đồng thường được đặt với dây nối đất (chú ý đến sự tách biệt của đất tương tự và đất kỹ thuật số), và nguồn điện cũng có thể được đặt khi đặt bảng nhiều lớp. Đối với in lụa, hãy chú ý không để bị chặn bởi các thiết bị hoặc bị loại bỏ bởi vias và miếng đệm. Đồng thời, thiết kế phải hướng lên bề mặt linh kiện và các dòng chữ ở dưới cùng nên được phản chiếu để tránh nhầm lẫn giữa lớp.
Thứ sáu: kiểm tra mạng và DRC và kiểm tra cấu trúc.
Thứ nhất, trên cơ sở rằng thiết kế sơ đồ mạch là đúng, hãy kiểm tra kỹ mối quan hệ kết nối vật lý giữa tệp mạng PCB được tạo và tệp mạng sơ đồ, và kịp thời sửa thiết kế theo kết quả tệp đầu ra để đảm bảo tính đúng đắn của mối quan hệ kết nối dây. ;
Sau khi kiểm tra mạng được thông qua một cách chính xác, DRC kiểm tra thiết kế PCB, và sửa thiết kế kịp thời theo kết quả tệp đầu ra để đảm bảo hiệu suất điện của hệ thống dây PCB. Cấu trúc lắp đặt cơ học của PCB sẽ được kiểm tra và xác nhận thêm sau đó.
Thứ bảy: chế tạo tấm.
Trước đó, cần có một quá trình kiểm toán.
Thiết kế PCB là một thử nghiệm của tâm trí. Ai có đầu óc dày đặc và kinh nghiệm cao thì bảng thiết kế là tốt. Vì vậy, chúng ta nên cực kỳ cẩn thận trong thiết kế, xem xét đầy đủ các yếu tố khác nhau (ví dụ, nhiều người không xem xét sự thuận tiện của việc bảo trì và kiểm tra), tiếp tục cải tiến, và chúng ta sẽ có thể thiết kế một bảng tốt.