תהליך עיצוב PCB

תהליך התכנון הבסיסי הכללי של PCB הוא כדלקמן:

הכנה מוקדמת ← עיצוב מבנה PCB ← טבלת רשת מדריך ← הגדרת כללים ← פריסת PCB ← חיווט ← מיטוב חיווט והדפסת מסך ← בדיקת רשת ו-DRC ובדיקת מבנה ← צביעת אור פלט ← סקירת ציור אור ← ייצור / דגימה של לוח PCB אישור EQ מהנדסת מפעל ← פלט מידע SMD ← השלמת הפרויקט.

1: הכנה מוקדמת

זה כולל הכנה של ספריית חבילות וסכימה.לפני תכנון ה-PCB, הכן תחילה את חבילת הלוגיקה הסכמטית של SCH וספריית חבילות ה-PCB.ספריית חבילות יכולה PADS מגיעה עם הספרייה, אך באופן כללי קשה למצוא את המתאימה, עדיף ליצור ספריית חבילות משלך בהתבסס על מידע הגודל הסטנדרטי של המכשיר הנבחר.באופן עקרוני, תחילה בצע את ספריית החבילות של PCB, ולאחר מכן עשה את חבילת SCH logic.ספריית חבילות PCB תובענית יותר, היא משפיעה ישירות על התקנת הלוח;דרישות החבילה של SCH logic רופפות יחסית, כל עוד אתה שם לב להגדרה של מאפייני פינים טובים ולהתכתבות עם חבילת ה-PCB על הקו.נ.ב: שימו לב לספרייה הסטנדרטית של סיכות נסתרות.אחרי זה העיצוב של הסכימה, מוכן להתחיל לעשות עיצוב PCB.

2: עיצוב מבנה PCB

שלב זה על פי גודל הלוח והמיקום המכני נקבע, סביבת עיצוב ה-PCB לציור משטח לוח ה-PCB ודרישות המיקום למיקום המחברים הנדרשים, מפתחות/מתגים, חורי ברגים, חורי הרכבה וכו'. ושקול היטב וקבע את אזור החיווט ואזור הלא-חיווט (כגון כמה מסביב לחור הבורג שייך לאזור הלא-חיווט).

3: הנח את ה-netlist

מומלץ לייבא את מסגרת הלוח לפני ייבוא ​​ה-netlist.ייבוא ​​מסגרת לוח בפורמט DXF או מסגרת לוח בפורמט emn.

4: הגדרת כללים

על פי תכנון ה-PCB הספציפי ניתן להגדיר כלל סביר, אנחנו מדברים על הכללים הוא מנהל האילוצים של PADS, דרך מנהל האילוצים בכל חלק של תהליך התכנון עבור אילוצי רוחב קו ומרווח בטיחות, אינו עומד באילוצים של זיהוי DRC שלאחר מכן, יסומן בסמני DRC.

הגדרת הכללים הכללית ממוקמת לפני הפריסה מכיוון שלפעמים יש להשלים כמה עבודות של פאן במהלך הפריסה, ולכן יש להגדיר את הכללים לפני הפריסה, וכאשר פרויקט העיצוב גדול יותר, ניתן להשלים את העיצוב בצורה יעילה יותר.

הערה: הכללים נקבעים כדי להשלים את העיצוב טוב יותר ומהיר יותר, במילים אחרות, כדי להקל על המעצב.

ההגדרות הרגילות הן.

1. ברירת מחדל של רוחב שורות/מרווח שורות עבור אותות נפוצים.

2. בחר והגדר את חור-העל

3. הגדרות רוחב קו וצבע עבור אותות וספקי כוח חשובים.

4. הגדרות שכבת לוח.

5: פריסת PCB

פריסה כללית לפי העקרונות הבאים.

(1) על פי המאפיינים החשמליים של מחיצה סבירה, מחולקת בדרך כלל ל: אזור מעגל דיגיטלי (כלומר, פחד מהפרעות, אך גם יצירת הפרעות), אזור מעגל אנלוגי (פחד מהפרעות), אזור כונן כוח (מקורות הפרעה ).

(2) כדי להשלים את אותה פונקציה של המעגל, יש למקם קרוב ככל האפשר, ולהתאים את הרכיבים כדי להבטיח את החיבור התמציתי ביותר;במקביל, התאם את המיקום היחסי בין הבלוקים הפונקציונליים כדי ליצור את החיבור התמציתי ביותר בין הבלוקים הפונקציונליים.

(3) עבור מסת הרכיבים יש לשקול את מיקום ההתקנה וחוזק ההתקנה;יש למקם רכיבים יוצרי חום בנפרד ממרכיבים רגישים לטמפרטורה, ויש לשקול אמצעי הסעה תרמית בעת הצורך.

(4) התקני מנהל התקן קלט/פלט קרוב ככל האפשר לצד הלוח המודפס, קרוב למחבר הכניסה.

(5) מחולל שעון (כגון: קריסטל או מתנד שעון) שיהיה קרוב ככל האפשר למכשיר המשמש לשעון.

(6) בכל מעגל משולב בין פין כניסת הכוח לאדמה, עליך להוסיף קבל ניתוק (בדרך כלל תוך שימוש בביצועים בתדר גבוה של הקבל המונוליטי);שטח הלוח צפוף, אתה יכול גם להוסיף קבל טנטלום סביב מספר מעגלים משולבים.

(7) סליל הממסר כדי להוסיף דיודה פריקה (1N4148 יכול).

(8) דרישות הפריסה יהיו מאוזנות, מסודרות, לא כבדות ראש או כיור.

יש להקדיש תשומת לב מיוחדת למיקום הרכיבים, עלינו לשקול את הגודל האמיתי של הרכיבים (השטח והגובה התפוסים), המיקום היחסי בין הרכיבים כדי להבטיח את הביצועים החשמליים של הלוח ואת היתכנות ונוחות הייצור. התקנה בו-זמנית, צריכה להבטיח שהעקרונות לעיל יכולים לבוא לידי ביטוי בהנחת היסוד של שינויים מתאימים למיקום המכשיר, כך שהוא יהיה מסודר ויפה, כגון אותו מכשיר להיות ממוקם בצורה מסודרת, באותו כיוון.לא ניתן להציב אותו ב"מדוע".

שלב זה קשור לתדמית הכללית של הלוח ולקושי של החיווט הבא, ולכן יש לקחת בחשבון מעט מאמץ.כשפורסים את הלוח, אפשר לעשות חיווט מקדים למקומות לא כל כך בטוחים, ולתת לו את מלוא התחשבות.

6: חיווט

חיווט הוא התהליך החשוב ביותר בתכנון ה-PCB כולו.זה ישפיע ישירות על הביצועים של לוח ה-PCB הוא טוב או רע.בתהליך התכנון של ה-PCB, לחיווט יש בדרך כלל שלושה תחומי חלוקה.

הראשון הוא הבד דרך, שהוא הדרישות הבסיסיות ביותר לעיצוב PCB.אם הקווים לא יונחו, כך שבכל מקום יש קו מעופף, זה יהיה לוח תת תקן, כביכול, לא הוכנס.

הבא הוא הביצועים החשמליים שיש לפגוש.זהו מדד לשאלה האם מעגלים מודפסים עומדים בתקנים.זה לאחר שהבד עבר, התאם בזהירות את החיווט, כך שהוא יכול להשיג את הביצועים החשמליים הטובים ביותר.

ואז מגיעה האסתטיקה.אם בד החיווט שלך עובר, אין שום דבר שישפיע על הביצועים החשמליים של המקום, אלא הצצה לעבר בצורה מסודרת, בתוספת צבעונית, פרחונית, שגם אם הביצועים החשמליים שלך כמה טובים, בעיני אחרים או חתיכת זבל .זה מביא אי נוחות רבה לבדיקות ותחזוקה.החיווט צריך להיות מסודר ומסודר, לא מוצלב ללא חוקים.אלה נועדו להבטיח את הביצועים החשמליים ולעמוד בדרישות אינדיבידואליות אחרות כדי להשיג את המקרה, אחרת זה לשים את העגלה לפני הסוס.

חיווט לפי העקרונות הבאים.

(1) באופן כללי, הראשון צריך להיות חוטי עבור קווי חשמל והארקה כדי להבטיח את הביצועים החשמליים של הלוח.בגבולות התנאים, נסו להרחיב את ספק הכוח, רוחב קו הארקה, רצוי רחב יותר מקו החשמל, הקשר ביניהם הוא: קו הארקה > קו חשמל > קו אות, בדרך כלל רוחב קו האות: 0.2 ~ 0.3 מ"מ (בערך 8-12 מיל), הרוחב הדק ביותר עד 0.05 ~ 0.07 מ"מ (2-3 מיל), קו החשמל הוא בדרך כלל 1.2 ~ 2.5 מ"מ (50-100 מיל).100 מיל).ניתן להשתמש ב-PCB של מעגלים דיגיטליים ליצירת מעגל של חוטי הארקה רחבים, כלומר ליצור רשת הארקה לשימוש (לא ניתן להשתמש בהארקת מעגל אנלוגי בדרך זו).

(2) חיווט מראש של הדרישות המחמירות יותר של הקו (כגון קווים בתדר גבוה), יש להימנע מקווי הצד של הקלט והפלט בסמוך למקבילים, כדי לא לייצר הפרעות משתקפות.במידת הצורך, יש להוסיף בידוד קרקע, והחיווט של שתי שכבות סמוכות צריך להיות בניצב זו לזו, במקביל כדי לייצר צימוד טפילי בקלות.

(3) הארקת מעטפת מתנד, קו השעון צריך להיות קצר ככל האפשר, ולא ניתן להוביל אותו לכל מקום.מעגל תנודת שעון מתחת, חלק מיוחד מעגל לוגיקה במהירות גבוהה כדי להגדיל את שטח הקרקע, ולא צריך ללכת קווי אות אחרים כדי להפוך את השדה החשמלי שמסביב שואף לאפס;.

(4) ככל האפשר באמצעות חיווט פי 45°, אין להשתמש בקיפול של 90°, על מנת להפחית את הקרינה של אותות בתדר גבוה;(דרישות גבוהות של הקו השתמשו גם בקו קשת כפול)

(5) כל קווי אות אינם יוצרים לולאות, כגון בלתי נמנע, לולאות צריכות להיות קטנות ככל האפשר;קווי האות צריכים להיות כמה שפחות חורים.

(6) קו המפתח קצר ועבה ככל האפשר, ומשני הצדדים עם קרקע מגן.

(7) באמצעות שידור כבל שטוח של אותות רגישים ואות פס שדה רעש, להשתמש בדרך "קרקע - אות - אדמה" כדי להוביל החוצה.

(8) יש לשמור אותות מפתח לנקודות בדיקה כדי להקל על בדיקות ייצור ותחזוקה

(9) לאחר השלמת החיווט הסכמטי, יש לבצע אופטימיזציה של החיווט;יחד עם זאת, לאחר בדיקת הרשת הראשונית ובדיקת ה-DRC נכונות, האזור הבלתי מחווט למילוי הקרקע, עם שטח גדול של שכבת נחושת להארקה, במעגל המודפס אינו בשימוש במקום מחוברים לאדמה. קרקע, אדמה.או לגרום ללוח רב שכבתי, כוח והארקה כל אחד תופסים שכבה.

דרישות תהליך חיווט PCB (ניתן להגדיר בכללים)

(1) קו

באופן כללי, רוחב קו האות של 0.3 מ"מ (12 מיל), רוחב קו החשמל של 0.77 מ"מ (30 מיל) או 1.27 מ"מ (50 מיל);בין הקו לקו והמרחק בין הקו לרפידה גדול או שווה ל-0.33 מ"מ (13mil), היישום בפועל, יש לקחת בחשבון את התנאים כאשר המרחק גדל.

צפיפות החיווט גבוהה, ניתן לשקול (אך לא מומלץ) להשתמש בפיני IC בין שני הקווים, רוחב הקו של 0.254 מ"מ (10 מיל), המרווח בין השורות הוא לא פחות מ 0.254 מ"מ (10 מיל).במקרים מיוחדים, כאשר פיני המכשיר צפופים יותר ורוחב צר יותר, ניתן לצמצם את רוחב השורות והמרווח בין השורות בהתאם לצורך.

(2) רפידות הלחמה (PAD)

כרית הלחמה (PAD) וחור מעבר (VIA) הדרישות הבסיסיות הן: קוטר הדיסק מקוטר החור להיות גדול מ-0.6 מ"מ;לדוגמה, נגדי פינים לשימוש כללי, קבלים ומעגלים משולבים וכו', תוך שימוש בדיסק / חור בגודל 1.6 מ"מ / 0.8 מ"מ (63 מ"מ / 32 מיל), שקעים, פינים ודיודות 1N4007 וכו', באמצעות 1.8 מ"מ / 1.0 מ"מ (71 מיל / 39 מיל).יישומים מעשיים, צריכים להתבסס על הגודל האמיתי של הרכיבים כדי לקבוע, כאשר הם זמינים, יכולים להיות מתאימים כדי להגדיל את גודל הרפידה.

פתח ההרכבה של רכיב הלוח בעיצוב לוח PCB צריך להיות גדול יותר מהגודל האמיתי של פיני הרכיב 0.2 ~ 0.4 מ"מ (8-16 מיל) בערך.

(3) חור מעל (VIA)

בדרך כלל 1.27 מ"מ/0.7 מ"מ (50 מיל/28 מיל).

כאשר צפיפות החיווט גבוהה, ניתן להקטין את גודל החור מעל כראוי, אך לא צריך להיות קטן מדי, ניתן לשקול 1.0 מ"מ/0.6 מ"מ (40 מיל/24 מיל).

(4) דרישות המרווח של הכרית, הקו וה-vias

PAD ו-VIA: ≥ 0.3 מ"מ (12 מיל)

PAD ו-PAD: ≥ 0.3 מ"מ (12 מיל)

PAD ו-Track: ≥ 0.3 מ"מ (12 מיל)

TRACK ו-TRACK: ≥ 0.3 מ"מ (12 מיל)

בצפיפות גבוהה יותר.

PAD ו-VIA: ≥ 0.254 מ"מ (10 מיל)

PAD ו-PAD: ≥ 0.254 מ"מ (10 מיל)

PAD ו-Track: ≥ 0.254 מ"מ (10 מיל)

TRACK ו-TRACK: ≥ 0.254 מ"מ (10 מיל)

7: אופטימיזציה של חיווט והדפס משי

"אין הכי טוב, רק טוב יותר"!לא משנה כמה תחפרו בעיצוב, כשתסיימו לצייר, ואז תלכו להסתכל, עדיין תרגישו שאפשר לשנות מקומות רבים.חווית התכנון הכללית היא שלוקח פי שניים יותר זמן לייעל את החיווט מאשר לבצע את החיווט הראשוני.לאחר הרגשה שאין מקום לשנות, אתה יכול להניח נחושת.הנחת נחושת בדרך כלל הנחת הקרקע (שימו לב להפרדה של קרקע אנלוגית ודיגיטלית), לוח רב שכבתי עשוי גם צריך להניח כוח.כאשר עבור הדפס משי, היזהר לא להיות חסום על ידי המכשיר או להסיר על ידי החור העליון והרפידה.יחד עם זאת, העיצוב מסתכל בצורה ישרה על צד הרכיב, המילה בשכבה התחתונה צריכה להיעשות עיבוד תמונת מראה, כדי לא לבלבל את הרמה.

8: בדיקת רשת, DRC ובדיקת מבנה

מתוך ציור האור לפני, בדרך כלל צריך לבדוק, לכל חברה תהיה רשימת צ'ק משלה, כולל העיקרון, העיצוב, הייצור והיבטים אחרים של הדרישות.להלן הקדמה משתי פונקציות הבדיקה העיקריות המסופקות על ידי התוכנה.

9: פלט ציור אור

לפני פלט ציור אור, עליך לוודא שהפורניר הוא הגרסה העדכנית ביותר שהושלמה ועומדת בדרישות העיצוב.קבצי הפלט של ציור האור משמשים למפעל הלוח לייצור הלוח, מפעל השבלונות לייצור הסטנסיל, מפעל הריתוך לייצור קבצי התהליך וכו'.

קבצי הפלט הם (לדוגמה, לוח ארבע שכבות)

1).שכבת חיווט: מתייחסת לשכבת האות הקונבנציונלית, בעיקר חיווט.

בשם L1,L2,L3,L4, כאשר L מייצגת את השכבה של שכבת היישור.

2).שכבת משי: מתייחס לקובץ העיצוב לעיבוד מידע הקרנת משי ברמה, לרוב בשכבות העליונות והתחתונות יש מכשירים או מארז לוגו, תהיה הקרנת משי בשכבה עליונה והקרנת משי בשכבה התחתונה.

מתן שמות: השכבה העליונה נקראת SILK_TOP ;השכבה התחתונה נקראת SILK_BOTTOM .

3).שכבת התנגדות הלחמה: מתייחסת לשכבה בקובץ העיצוב המספקת מידע עיבוד עבור ציפוי השמן הירוק.

מתן שמות: השכבה העליונה נקראת SOLD_TOP;השכבה התחתונה נקראת SOLD_BOTTOM.

4).שכבת סטנסיל: מתייחסת לרמה בקובץ העיצוב המספקת מידע עיבוד עבור ציפוי משחת הלחמה.לרוב, במקרה שיש מכשירי SMD גם בשכבה העליונה וגם בשכבה התחתונה, תהיה שכבה עליונה של שבלונה ושכבה תחתונה של שבלונה.

מתן שמות: השכבה העליונה נקראת PASTE_TOP ;השכבה התחתונה נקראת PASTE_BOTTOM.

5).שכבת קידוח (מכילה 2 קבצים, קובץ קידוח CNC NC DRILL וציור קידוח DRILL DRAWING)

בשם NC DRILL ו-DRILL DRAWING בהתאמה.

10: סקירת ציור קל

לאחר הפלט של ציור אור לסקירת ציור אור, Cam350 פתוח וקצר והיבטים אחרים של הבדיקה לפני השליחה ללוח המפעל של הלוח, מאוחר יותר גם צריך לשים לב להנדסת הלוח ולתגובה לבעיה.

11: מידע על לוח PCB(מידע על ציור אור גרבר + דרישות לוח PCB + דיאגרמת לוח הרכבה)

12: אישור EQ הנדסי של לוח PCB במפעל(הנדסת לוח ותשובת בעיה)

13: פלט נתוני מיקום PCBA(מידע סטנסיל, מפת מספר סיביות של מיקום, קובץ קואורדינטות רכיב)

כאן הושלם כל זרימת העבודה של תכנון PCB של פרויקט

תכנון PCB הוא עבודה מפורטת מאוד, ולכן התכנון צריך להיות זהיר וסבלני ביותר, לשקול באופן מלא את כל ההיבטים של הגורמים, כולל התכנון כדי לקחת בחשבון את הייצור של הרכבה ועיבוד, ובהמשך כדי להקל על תחזוקה ובעיות אחרות.בנוסף, עיצוב של כמה הרגלי עבודה טובים יהפוך את העיצוב שלך לסביר יותר, עיצוב יעיל יותר, ייצור קל יותר וביצועים טובים יותר.עיצוב טוב בשימוש במוצרים יומיומיים, הצרכנים יהיו גם בטוחים יותר ויבטחו יותר.