فرآیند طراحی PCB

فرآیند کلی طراحی PCB به شرح زیر است:

پیش آماده سازی ← طراحی ساختار PCB ← جدول شبکه راهنما ← تنظیم قوانین ← چیدمان PCB ← سیم کشی ← بهینه سازی سیم کشی و چاپ صفحه ← بررسی شبکه و DRC و بررسی ساختار ← رنگ آمیزی نور خروجی ← بررسی رنگ آمیزی نور ← تولید برد برد مدار چاپی / اطلاعات نمونه برداری → PCB تایید EQ مهندسی کارخانه → خروجی اطلاعات SMD → تکمیل پروژه.

1: پیش آماده سازی

این شامل تهیه کتابخانه بسته و شماتیک است.قبل از طراحی PCB، ابتدا بسته منطقی شماتیک SCH و کتابخانه بسته PCB را آماده کنید.کتابخانه بسته می تواند PADS همراه با کتابخانه باشد، اما به طور کلی یافتن مورد مناسب دشوار است، بهتر است کتابخانه بسته خود را بر اساس اطلاعات اندازه استاندارد دستگاه انتخاب شده بسازید.در اصل ابتدا کتابخانه بسته PCB را انجام دهید و سپس بسته منطقی SCH را انجام دهید.کتابخانه بسته PCB خواستارتر است، به طور مستقیم بر نصب برد تأثیر می گذارد.الزامات بسته منطقی SCH نسبتاً شل است، تا زمانی که به تعریف خواص پین خوب و مطابقت با بسته PCB روی خط توجه کنید.PS: به کتابخانه استاندارد پین های مخفی توجه کنید.پس از آن طراحی شماتیک آماده شروع طراحی PCB است.

2: طراحی ساختار PCB

این مرحله با توجه به اندازه برد و موقعیت مکانیکی تعیین شده است، محیط طراحی PCB برای ترسیم سطح برد برد مدار چاپی و شرایط موقعیت یابی برای قرار دادن کانکتورهای مورد نیاز، کلیدها / سوئیچ ها، سوراخ های پیچ، سوراخ های مونتاژ و غیره تعیین شده است. و ناحیه سیم کشی و ناحیه غیر سیم کشی را کاملا در نظر بگیرید و تعیین کنید (مثل اینکه چقدر اطراف سوراخ پیچ متعلق به ناحیه غیر سیم کشی است).

3: نت لیست را راهنمایی کنید

توصیه می شود قبل از وارد کردن نت لیست، قاب برد را وارد کنید.قاب برد با فرمت DXF یا قاب برد فرمت emn را وارد کنید.

4: تنظیم قوانین

با توجه به طراحی PCB خاص را می توان راه اندازی یک قاعده معقول، ما در مورد قوانین صحبت می کنیم مدیریت محدودیت PADS، از طریق مدیر محدودیت در هر بخشی از فرآیند طراحی برای عرض خط و فاصله ایمنی محدودیت ها، محدودیت ها را برآورده نمی کند. شناسایی بعدی DRC، با نشانگرهای DRC مشخص خواهد شد.

تنظیم قوانین کلی قبل از چیدمان قرار می گیرد زیرا گاهی اوقات برخی از کارهای fanout باید در حین چیدمان کامل شوند، بنابراین قوانین باید قبل از fanout تنظیم شوند و زمانی که پروژه طراحی بزرگتر باشد، می توان طرح را با کارایی بیشتری تکمیل کرد.

نکته: قوانین برای تکمیل بهتر و سریعتر طراحی و به عبارتی سهولت طراح تنظیم شده است.

تنظیمات معمولی هستند.

1. عرض خط/فاصله خط پیش‌فرض برای سیگنال‌های رایج.

2. روی سوراخ را انتخاب و تنظیم کنید

3. تنظیمات عرض خط و رنگ برای سیگنال های مهم و منابع تغذیه.

4. تنظیمات لایه برد.

5: طرح PCB

چیدمان کلی طبق اصول زیر.

(1) با توجه به خواص الکتریکی یک پارتیشن معقول، به طور کلی به: ناحیه مدار دیجیتال (یعنی ترس از تداخل، بلکه ایجاد تداخل)، ناحیه مدار آنالوگ (ترس از تداخل)، منطقه درایو قدرت (منابع تداخل) تقسیم می شود. ).

(2) برای تکمیل همان عملکرد مدار، باید تا حد امکان نزدیک قرار داده شود و اجزاء را برای اطمینان از مختصرترین اتصال تنظیم کنید.در همان زمان، موقعیت نسبی بین بلوک های عملکردی را تنظیم کنید تا مختصرترین ارتباط بین بلوک های عملکردی ایجاد شود.

(3) برای جرم قطعات باید محل نصب و قدرت نصب را در نظر بگیرید.اجزای مولد گرما باید جدا از اجزای حساس به دما قرار گیرند و در صورت لزوم اقدامات جابجایی حرارتی در نظر گرفته شود.

(4) دستگاه های راه انداز ورودی/خروجی تا حد امکان نزدیک به کناره برد چاپ شده، نزدیک به کانکتور ورودی.

(5) مولد ساعت (مانند: کریستال یا نوسانگر ساعت) تا حد امکان به دستگاه مورد استفاده برای ساعت نزدیک باشد.

(6) در هر مدار مجتمع بین پایه ورودی برق و زمین، باید یک خازن جداکننده اضافه کنید (به طور کلی از عملکرد فرکانس بالا خازن یکپارچه استفاده می شود).فضای برد متراکم است، همچنین می توانید یک خازن تانتالیوم را در اطراف چندین مدار مجتمع اضافه کنید.

(7) سیم پیچ رله برای اضافه کردن یک دیود تخلیه (1N4148 قوطی).

(8) الزامات چیدمان باید متعادل، منظم، سر سنگین یا سینک نباشد.

باید به محل قرارگیری قطعات توجه ویژه ای داشت، باید اندازه واقعی قطعات (مساحت و ارتفاع اشغال شده)، موقعیت نسبی بین قطعات را در نظر بگیریم تا از عملکرد الکتریکی برد و امکان سنجی و راحتی تولید اطمینان حاصل کنیم. نصب و راه اندازی در همان زمان، باید اطمینان حاصل شود که اصول فوق را می توان در فرض اصلاحات مناسب در قرار دادن دستگاه منعکس شده، به طوری که آن را مرتب و زیبا، مانند همان دستگاه به منظمی، در یک جهت قرار می گیرد.را نمی توان در یک "پله ای" قرار داد.

این مرحله مربوط به تصویر کلی برد و سختی سیم کشی بعدی است، بنابراین باید کمی تلاش کرد.هنگام قرار دادن تخته، می توانید سیم کشی های اولیه را برای مکان هایی که چندان مطمئن نیستند انجام دهید و به آن توجه کامل داشته باشید.

6: سیم کشی

سیم کشی مهمترین فرآیند در طراحی کل PCB است.این به طور مستقیم بر عملکرد خوب یا بد برد PCB تأثیر می گذارد.در فرآیند طراحی PCB، سیم کشی به طور کلی دارای سه حوزه تقسیم است.

اول از بین بردن پارچه است که اساسی ترین الزامات طراحی PCB است.اگر خطوط را از طریق گذاشته نشده است، به طوری که همه جا یک خط پرواز است، آن را به یک تابلوی نامرغوب، به اصطلاح، معرفی نشده است.

بعدی عملکرد الکتریکی برای دیدار است.این معیاری است که نشان می دهد آیا یک برد مدار چاپی دارای استانداردهایی است یا خیر.پس از عبور از پارچه، سیم کشی را با دقت تنظیم کنید تا بتواند بهترین عملکرد الکتریکی را به دست آورد.

سپس زیبایی شناسی می آید.اگر پارچه سیم کشی شما از بین رفته باشد، هیچ چیزی بر عملکرد الکتریکی مکان تأثیر نمی گذارد، اما یک نگاه به گذشته نامنظم، به علاوه رنگارنگ، گلدار، که حتی اگر عملکرد الکتریکی شما چقدر خوب است، در چشم دیگران یا یک تکه زباله .این باعث ناراحتی زیادی برای تست و نگهداری می شود.سیم کشی باید مرتب و مرتب باشد، بدون قاعده متقاطع نباشد.اینها برای اطمینان از عملکرد الکتریکی و برآوردن سایر الزامات فردی برای دستیابی به مورد هستند، در غیر این صورت قرار دادن گاری قبل از اسب است.

سیم کشی طبق اصول زیر.

(1) به طور کلی، اولین باید برای خطوط برق و زمین سیم کشی شود تا از عملکرد الکتریکی برد اطمینان حاصل شود.در محدوده شرایط، سعی کنید منبع تغذیه را گسترش دهید، عرض خط زمین، ترجیحاً گسترده تر از خط برق، رابطه آنها این است: خط زمین > خط برق > خط سیگنال، معمولاً عرض خط سیگنال: 0.2 ~ 0.3 میلی متر (حدود 0.3 میلی متر) 8-12 میلی متر)، باریک ترین عرض تا 0.05 ~ 0.07 میلی متر (2-3 میلی متر)، خط برق به طور کلی 1.2 ~ 2.5 میلی متر (50-100 میلی متر) است.100 میلیون).از PCB مدارهای دیجیتال می توان برای تشکیل مداری از سیم های زمین عریض، یعنی برای تشکیل یک شبکه زمین برای استفاده استفاده کرد (زمین مدار آنالوگ را نمی توان به این روش استفاده کرد).

(2) قبل از سیم کشی الزامات دقیق تر خط (مانند خطوط فرکانس بالا)، خطوط جانبی ورودی و خروجی باید از مجاورت موازی خودداری شود تا تداخل منعکس شده ایجاد نشود.در صورت لزوم، جداسازی زمین باید اضافه شود، و سیم کشی دو لایه مجاور باید عمود بر یکدیگر، موازی باشد تا به راحتی کوپلینگ انگلی ایجاد شود.

(3) اتصال به پوسته اسیلاتور، خط ساعت باید تا حد امکان کوتاه باشد و نمی توان آن را در همه جا هدایت کرد.مدار نوسان ساعت زیر، ویژه با سرعت بالا بخش مدار منطقی برای افزایش مساحت زمین، و نباید خطوط سیگنال دیگر را به میدان الکتریکی اطراف تمایل به صفر ؛.

(4) تا آنجا که ممکن است با استفاده از سیم کشی 45 درجه، از تاشو 90 درجه استفاده نکنید تا تابش سیگنال های فرکانس بالا کاهش یابد.(نیازهای بالای خط همچنین از خط دو قوس استفاده می کند)

(5) هر خط سیگنال حلقه تشکیل نمی دهد، مانند اجتناب ناپذیر، حلقه ها باید تا حد امکان کوچک باشد.خطوط سیگنال باید تا حد امکان سوراخ های کمتری داشته باشند.

(6) خط کلید تا حد امکان کوتاه و ضخیم و در دو طرف با یک زمین محافظ.

(7) از طریق کابل مسطح انتقال سیگنال های حساس و سیگنال باند میدان نویز، برای استفاده از "زمین - سیگنال - زمین" راه برای هدایت کردن.

(8) سیگنال‌های کلیدی باید برای نقاط آزمایش رزرو شوند تا آزمایش‌های تولید و نگهداری را تسهیل کنند

(9) پس از اتمام سیم کشی شماتیک، سیم کشی باید بهینه شود.در عین حال، پس از بررسی اولیه شبکه و بررسی DRC صحیح، ناحیه سیم‌کشی نشده برای پر کردن زمین، با سطح وسیعی از لایه مسی برای زمین، در مدار چاپی از برد مدار چاپی استفاده نشده در محل به زمین متصل می‌شوند. زمینیا یک تخته چند لایه بسازید، برق و زمین هر کدام یک لایه را اشغال کنند.

الزامات فرآیند سیم کشی PCB (می توان در قوانین تنظیم کرد)

(1) خط

به طور کلی، عرض خط سیگنال 0.3 میلی متر (12 میلی متر)، عرض خط برق 0.77 میلی متر (30 میلی متر) یا 1.27 میلی متر (50 میلی متر) است.بین خط و خط و فاصله بین خط و پد بزرگتر یا مساوی 0.33 میلی متر (13 میلی متر) است، در کاربرد واقعی، شرایط باید در هنگام افزایش فاصله در نظر گرفته شود.

چگالی سیم کشی بالا است، می توان در نظر گرفت (اما توصیه نمی شود) برای استفاده از پین های آی سی بین دو خط، عرض خط 0.254 میلی متر (10 میلی متر)، فاصله خطوط کمتر از 0.254 میلی متر (10 میلی متر) نیست.در موارد خاص، زمانی که پین‌های دستگاه متراکم‌تر و عرض باریک‌تر هستند، می‌توان عرض خطوط و فاصله خطوط را به صورت مناسب کاهش داد.

(2) پد لحیم کاری (PAD)

پد لحیم کاری (PAD) و سوراخ انتقال (VIA) الزامات اساسی عبارتند از: قطر دیسک از قطر سوراخ بیشتر از 0.6 میلی متر باشد.به عنوان مثال، مقاومت های پین همه منظوره، خازن ها و مدارهای مجتمع، و غیره، با استفاده از دیسک / سوراخ اندازه 1.6mm / 0.8mm (63mil / 32mil)، سوکت ها، پین ها و دیودهای 1N4007 و غیره، با استفاده از 1.8mm / 1.0mm (71 میلیون / 39 میلیون).کاربردهای عملی، باید بر اساس اندازه واقعی اجزا باشد تا مشخص شود، در صورت موجود بودن، می تواند برای افزایش اندازه پد مناسب باشد.

دیافراگم نصب اجزای طراحی برد PCB باید بزرگتر از اندازه واقعی پین های مولفه 0.2 ~ 0.4mm (8-16mil) یا بیشتر باشد.

(3) بیش از حد سوراخ (VIA)

معمولاً 1.27mm/0.7mm (50mil/28mil).

هنگامی که تراکم سیم کشی بالا است، اندازه سوراخ را می توان به طور مناسب کاهش داد، اما نباید خیلی کوچک باشد، می توان 1.0mm/0.6mm (40mil/24mil) را در نظر گرفت.

(4) فاصله مورد نیاز پد، خط و vias

PAD و VIA: ≥ 0.3mm (12mil)

PAD و PAD: ≥ 0.3mm (12mil)

پد و مسیر: ≥ 0.3mm (12mil)

TRACK و TRACK: ≥ 0.3mm (12mil)

در تراکم های بالاتر

PAD و VIA: ≥ 0.254mm (10mil)

PAD و PAD: ≥ 0.254mm (10mil)

پد و مسیر: ≥ 0.254mm (10mil)

مسیر و مسیر: ≥ 0.254mm (10mil)

7: بهینه سازی سیم کشی و سیلک اسکرین

"هیچ بهترین وجود ندارد، فقط بهتر است"!مهم نیست که چقدر در طرح کاوش کنید، وقتی طراحی را تمام کردید، سپس بروید و نگاهی به آن بیندازید، باز هم احساس خواهید کرد که بسیاری از مکان ها قابل تغییر هستند.تجربه کلی طراحی این است که بهینه سازی سیم کشی دو برابر زمان سیم کشی اولیه طول می کشد.بعد از اینکه احساس کردید جایی برای اصلاح وجود ندارد، می توانید مس را بگذارید.مس تخمگذار به طور کلی زمین تخمگذار (توجه به جدایی زمین آنالوگ و دیجیتال)، هیئت مدیره چند لایه نیز ممکن است نیاز به گذاشتن قدرت.هنگام استفاده از سیلک‌اسکرین، مراقب باشید که توسط دستگاه مسدود نشود یا توسط سوراخ و پد خارج نشود.در همان زمان، طرح به طور مستقیم به سمت مؤلفه نگاه می کند، کلمه در لایه پایین باید پردازش تصویر آینه ای باشد تا سطح را اشتباه نگیرد.

8: بررسی شبکه، DRC و بررسی ساختار

از طراحی نور قبل از، به طور کلی نیاز به بررسی، هر شرکت لیست چک خود را، از جمله اصل، طراحی، تولید و جنبه های دیگر از الزامات داشته باشد.در زیر مقدمه ای از دو عملکرد اصلی بررسی ارائه شده توسط نرم افزار آورده شده است.

9: نقاشی نور خروجی

قبل از خروجی طراحی نور، باید مطمئن شوید که روکش جدیدترین نسخه تکمیل شده و مطابق با الزامات طراحی است.فایل های خروجی طراحی نور برای کارخانه برد برای ساخت برد، کارخانه شابلون برای ساخت شابلون، کارخانه جوشکاری برای ساخت فایل های فرآیند و غیره استفاده می شود.

فایل های خروجی (به عنوان مثال برد چهار لایه را در نظر بگیرید)

1).لایه سیم کشی: به لایه سیگنال معمولی، عمدتا سیم کشی اشاره دارد.

با نام های L1,L2,L3,L4 که در آن L نشان دهنده لایه لایه تراز است.

2).لایه سیلک اسکرین: به فایل طراحی برای پردازش اطلاعات سیلک اسکرین در سطح اشاره دارد، معمولاً لایه های بالا و پایین دارای دستگاه یا کیس لوگو هستند، سیلک غربالگری لایه بالایی و سیلک غربالگری لایه زیرین وجود خواهد داشت.

نامگذاری: لایه بالایی SILK_TOP نام دارد.لایه پایین SILK_BOTTOM نام دارد.

3).لایه مقاوم لحیم کاری: به لایه ای در فایل طراحی اشاره دارد که اطلاعات پردازش پوشش روغن سبز را ارائه می دهد.

نامگذاری: لایه بالایی SOLD_TOP نام دارد.لایه پایینی SOLD_BOTTOM نام دارد.

4).لایه شابلون: به سطحی در فایل طراحی اشاره دارد که اطلاعات پردازش پوشش خمیر لحیم را ارائه می دهد.معمولاً در صورتی که دستگاه های SMD در هر دو لایه بالا و پایین وجود داشته باشد، یک لایه رویی شابلون و یک لایه زیرین شابلون وجود خواهد داشت.

نامگذاری: لایه بالایی PASTE_TOP نام دارد.لایه پایینی PASTE_BOTTOM نام دارد.

5).لایه مته (شامل 2 فایل، فایل حفاری NC DRILL CNC و نقشه حفاری DRILL DRAWING)

به ترتیب NC DRILL و DRILL DRAWING نام دارند.

10: بررسی طراحی نور

پس از خروجی طراحی نور به بررسی طراحی نور، Cam350 مدار باز و اتصال کوتاه و دیگر جنبه های بررسی قبل از ارسال به هیئت مدیره کارخانه هیئت مدیره، بعد نیز نیاز به توجه به مهندسی هیئت مدیره و پاسخ مشکل.

11: اطلاعات برد PCB(اطلاعات نقاشی نور Gerber + الزامات برد PCB + نمودار برد مونتاژ)

12: تایید EQ مهندسی کارخانه برد PCB(مهندسی برد و پاسخ مشکل)

13: خروجی داده های قرارگیری PCBA(اطلاعات شابلون، نقشه شماره بیت محل، فایل مختصات جزء)

در اینجا تمام گردش کار طراحی PCB پروژه کامل شده است

طراحی PCB یک کار بسیار دقیق است، بنابراین طراحی باید بسیار دقیق و صبور باشد، به طور کامل تمام جوانب عوامل، از جمله طراحی را در نظر بگیرد تا تولید مونتاژ و پردازش را در نظر بگیرد، و بعداً برای تسهیل تعمیر و نگهداری و سایر موارد.علاوه بر این، طراحی برخی از عادات کاری خوب، طراحی شما را معقول تر، طراحی کارآمدتر، تولید آسان تر و عملکرد بهتر می کند.طراحی خوب مورد استفاده در محصولات روزمره، مصرف کنندگان نیز اطمینان و اعتماد بیشتری خواهند داشت.