Processo di progettazione del PCB

Il processo generale di progettazione di base del PCB è il seguente:

Pre-preparazione → progettazione della struttura PCB → tabella guida di rete → impostazione delle regole → layout PCB → cablaggio → ottimizzazione del cablaggio e serigrafia → controllo della rete e del DRC e controllo della struttura → light painting dell'output → revisione del light painting → produzione della scheda PCB/informazioni sul campionamento → PCB ingegneria di fabbrica della scheda conferma EQ → output delle informazioni SMD → completamento del progetto.

1: Pre-preparazione

Ciò include la preparazione della libreria di pacchetti e dello schema.Prima della progettazione del PCB, preparare innanzitutto il pacchetto logico SCH schematico e la libreria del pacchetto PCB.La libreria di pacchetti PADS viene fornita con la libreria, ma in generale è difficile trovare quella giusta, è meglio creare la propria libreria di pacchetti in base alle informazioni sulle dimensioni standard del dispositivo selezionato.In linea di principio, prima crea la libreria del pacchetto PCB, quindi il pacchetto logico SCH.La libreria dei pacchetti PCB è più impegnativa e influisce direttamente sull'installazione della scheda;I requisiti del pacchetto logico SCH sono relativamente vaghi, purché si presti attenzione alla definizione di buone proprietà dei pin e alla corrispondenza con il pacchetto PCB sulla linea.PS: presta attenzione alla libreria standard di pin nascosti.Dopodiché c'è la progettazione dello schema, pronto per iniziare la progettazione del PCB.

2: Progettazione della struttura del PCB

Questo passaggio è stato determinato in base alle dimensioni della scheda e al posizionamento meccanico, all'ambiente di progettazione del PCB per disegnare la superficie della scheda PCB e ai requisiti di posizionamento per il posizionamento dei connettori, tasti/interruttori, fori per le viti, fori di assemblaggio, ecc. richiesti. Considerare e determinare pienamente l'area di cablaggio e l'area non di cablaggio (ad esempio, quanto intorno al foro della vite appartiene all'area non di cablaggio).

3: Guida la netlist

Si consiglia di importare il frame della scheda prima di importare la netlist.Importa la cornice della scheda in formato DXF o la cornice della scheda in formato emn.

4: Impostazione delle regole

In base alla progettazione specifica del PCB è possibile impostare una regola ragionevole, stiamo parlando delle regole in cui il gestore dei vincoli PADS, attraverso il gestore dei vincoli in qualsiasi parte del processo di progettazione per i vincoli di larghezza della linea e spaziatura di sicurezza, non soddisfa i vincoli del successivo rilevamento DRC, sarà contrassegnato con segnalini DRC.

L'impostazione delle regole generali viene posizionata prima del layout perché a volte è necessario completare parte del lavoro di fanout durante il layout, quindi le regole devono essere impostate prima del fanout e quando il progetto di design è più grande, il design può essere completato in modo più efficiente.

Nota: Le regole sono impostate per completare meglio e più velocemente la progettazione, in altre parole, per agevolare il progettista.

Le impostazioni normali sono.

1. Larghezza di linea/interlinea predefinita per segnali comuni.

2. Selezionare e impostare il sopraforo

3. Impostazioni della larghezza della linea e del colore per segnali e alimentatori importanti.

4. impostazioni del livello scheda.

5: disposizione del circuito stampato

Layout generale secondo i seguenti principi.

(1) In base alle proprietà elettriche di una partizione ragionevole, generalmente suddivisa in: area del circuito digitale (ovvero, paura di interferenze, ma genera anche interferenze), area del circuito analogico (paura di interferenze), area di alimentazione (fonti di interferenza ).

(2) per completare la stessa funzione del circuito, deve essere posizionato il più vicino possibile e regolare i componenti per garantire la connessione più concisa;allo stesso tempo, regolare la posizione relativa tra i blocchi funzionali per realizzare la connessione più concisa tra i blocchi funzionali.

(3) Per la massa dei componenti è necessario considerare la posizione di installazione e la resistenza dell'installazione;i componenti che generano calore dovrebbero essere posizionati separatamente dai componenti sensibili alla temperatura e, quando necessario, dovrebbero essere prese in considerazione misure di convezione termica.

(4) Dispositivi driver I/O il più vicino possibile al lato della scheda stampata, vicino al connettore di ingresso.

(5) il generatore di orologio (come: cristallo o oscillatore di orologio) deve essere il più vicino possibile al dispositivo utilizzato per l'orologio.

(6) in ciascun circuito integrato tra il pin di ingresso dell'alimentazione e la terra, è necessario aggiungere un condensatore di disaccoppiamento (generalmente utilizzando le prestazioni ad alta frequenza del condensatore monolitico);Lo spazio sulla scheda è denso, è inoltre possibile aggiungere un condensatore al tantalio attorno a diversi circuiti integrati.

(7) la bobina del relè per aggiungere un diodo di scarica (lattina 1N4148).

(8) i requisiti di layout devono essere equilibrati, ordinati, non pesanti per la testa o un lavandino.

Particolare attenzione va posta al posizionamento dei componenti, bisogna considerare le reali dimensioni dei componenti (l'area e l'altezza occupata), la posizione relativa tra i componenti per garantire le prestazioni elettriche del quadro e la fattibilità e comodità di produzione e L'installazione allo stesso tempo, dovrebbe garantire che i principi di cui sopra possano riflettersi nella premessa di opportune modifiche al posizionamento del dispositivo, in modo che sia pulito e bello, come ad esempio lo stesso dispositivo da posizionare ordinatamente, nella stessa direzione.Non può essere posizionato in modo “sfalsato”.

Questo passaggio è legato all'immagine complessiva della scheda e alla difficoltà del cablaggio successivo, quindi un piccolo sforzo dovrebbe essere messo in considerazione.Quando si dispone la scheda, è possibile effettuare il cablaggio preliminare per i punti che non sono così sicuri e tenerlo pienamente in considerazione.

6: Cablaggio

Il cablaggio è il processo più importante nell'intera progettazione del PCB.Ciò influenzerà direttamente le prestazioni della scheda PCB, buone o cattive.Nel processo di progettazione del PCB, il cablaggio ha generalmente tre ambiti di divisione.

Il primo è il tessuto, che rappresenta i requisiti fondamentali per la progettazione di PCB.Se le linee non vengono posate in modo tale che ovunque ci sia una linea di volo, sarà una tavola scadente, per così dire, non è stata introdotta.

Il prossimo è la prestazione elettrica da soddisfare.Questa è una misura per valutare se un circuito stampato è qualificato secondo gli standard.Dopo aver passato il tessuto, regolare attentamente il cablaggio in modo che possa ottenere le migliori prestazioni elettriche.

Poi arriva l'estetica.Se la tua tela elettrica passa, non c'è nulla che possa influenzare le prestazioni elettriche del luogo, ma uno sguardo al passato disordinato, più colorato, fiorito, che anche se le tue prestazioni elettriche quanto sono buone, agli occhi degli altri o un pezzo di spazzatura .Ciò porta grandi disagi alle prove e alla manutenzione.Il cablaggio deve essere pulito e ordinato, non incrociato senza regole.Questi devono garantire le prestazioni elettriche e soddisfare altri requisiti individuali per realizzare il caso, altrimenti è mettere il carro davanti ai buoi.

Cablaggio secondo i seguenti principi.

(1) In generale, la prima dovrebbe essere cablata per le linee di alimentazione e di terra per garantire le prestazioni elettriche del quadro.Entro i limiti delle condizioni, provare ad ampliare l'alimentazione, la larghezza della linea di terra, preferibilmente più ampia della linea elettrica, la loro relazione è: linea di terra > linea elettrica > linea del segnale, solitamente la larghezza della linea del segnale: 0,2 ~ 0,3 mm (circa 8-12mil), la larghezza più sottile fino a 0,05 ~ 0,07 mm (2-3mil), la linea elettrica è generalmente 1,2 ~ 2,5 mm (50-100mil).100 milioni).Il PCB dei circuiti digitali può essere utilizzato per formare un circuito di fili di terra larghi, cioè per formare una rete di terra da utilizzare (la terra del circuito analogico non può essere utilizzata in questo modo).

(2) precablaggio dei requisiti più rigorosi della linea (come le linee ad alta frequenza), le linee laterali di ingresso e uscita dovrebbero essere evitate adiacenti al parallelo, in modo da non produrre interferenze riflesse.Se necessario, dovrebbe essere aggiunto l'isolamento di terra e il cablaggio di due strati adiacenti dovrebbe essere perpendicolare tra loro, parallelo per produrre facilmente un accoppiamento parassita.

(3) messa a terra del guscio dell'oscillatore, la linea dell'orologio dovrebbe essere la più corta possibile e non può essere portata ovunque.Circuito di oscillazione dell'orologio di seguito, parte speciale del circuito logico ad alta velocità per aumentare l'area del terreno e non dovrebbe passare su altre linee di segnale per far sì che il campo elettrico circostante tenda a zero;.

(4) per quanto possibile, utilizzando un cablaggio piegato a 45°, non utilizzare un cablaggio piegato a 90°, per ridurre la radiazione dei segnali ad alta frequenza;(gli elevati requisiti della linea utilizzano anche la linea a doppio arco)

(5) tutte le linee di segnale non formano anelli, come inevitabili, gli anelli dovrebbero essere il più piccoli possibile;le linee di segnale dovrebbero avere il minor numero di fori possibile.

(6) la linea della chiave quanto più corta e spessa possibile e su entrambi i lati con una terra protettiva.

(7) attraverso la trasmissione su cavo piatto di segnali sensibili e segnali di banda di campo di rumore, utilizzare il modo "terra - segnale - terra" per uscire.

(8) I segnali chiave dovrebbero essere riservati ai punti di prova per facilitare i test di produzione e manutenzione

(9) Una volta completato il cablaggio dello schema, il cablaggio deve essere ottimizzato;allo stesso tempo, dopo il controllo iniziale della rete e il controllo DRC è corretto, l'area non cablata per il riempimento a terra, con un'ampia area di strato di rame per terra, nel circuito stampato non utilizzato sul posto è collegata a terra come terra.Oppure crea una scheda multistrato, alimentazione e terra occupano ciascuno uno strato.

Requisiti del processo di cablaggio PCB (possono essere impostati nelle regole)

(1) Linea

In generale, la larghezza della linea del segnale è di 0,3 mm (12 mil), la larghezza della linea di alimentazione è di 0,77 mm (30 mil) o 1,27 mm (50 mil);tra la linea e la linea e la distanza tra la linea e il pad è maggiore o uguale a 0,33 mm (13 mil), l'applicazione effettiva, le condizioni devono essere considerate quando la distanza viene aumentata.

La densità del cablaggio è elevata, si può prendere in considerazione (ma non consigliato) l'uso di pin IC tra le due linee, la larghezza della linea è di 0,254 mm (10 mil), l'interlinea non è inferiore a 0,254 mm (10 mil).In casi speciali, quando i pin del dispositivo sono più densi e più stretti, la larghezza e l'interlinea della linea possono essere ridotte in modo appropriato.

(2) Piastre di saldatura (PAD)

Pad di saldatura (PAD) e foro di transizione (VIA) i requisiti di base sono: il diametro del disco rispetto al diametro del foro deve essere maggiore di 0,6 mm;ad esempio, resistori a pin per uso generale, condensatori e circuiti integrati, ecc., utilizzando dimensioni del disco/foro di 1,6 mm/0,8 mm (63 mil/32 mil), prese, pin e diodi 1N4007, ecc., utilizzando 1,8 mm/1,0 mm (71 milioni / 39 milioni).Le applicazioni pratiche, dovranno basarsi sulle effettive dimensioni dei componenti per determinare, quando disponibile, può essere opportuno aumentare la dimensione del tampone.

L'apertura di montaggio del componente di progettazione della scheda PCB deve essere maggiore della dimensione effettiva dei pin del componente 0,2 ~ 0,4 mm (8-16 mil) circa.

(3) sopra-foro (VIA)

Generalmente 1,27 mm/0,7 mm (50 mil/28 mil).

Quando la densità del cablaggio è elevata, la dimensione del sopraforo può essere ridotta in modo appropriato, ma non dovrebbe essere troppo piccola, si può prendere in considerazione 1,0 mm/0,6 mm (40 mil/24 mil).

(4) I requisiti di spaziatura del pad, della linea e dei vias

PAD e VIA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PAD e PAD: ≥ 0,3 mm (12mil)

PAD e TRACCIA: ≥ 0,3 mm (12mil)

PISTA e PISTA: ≥ 0,3 mm (12mil)

A densità più elevate.

PAD e VIA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PAD e PAD: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PAD e TRACCIA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PISTA e PISTA: ≥ 0,254 mm (10mil)

7: Ottimizzazione del cablaggio e serigrafia

“Non esiste il meglio, solo il meglio”!Non importa quanto approfondisci il progetto, quando finisci di disegnare, poi vai a dare un'occhiata, sentirai comunque che molti punti possono essere modificati.L'esperienza di progettazione generale dimostra che per ottimizzare il cablaggio è necessario il doppio del tempo rispetto al cablaggio iniziale.Dopo aver sentito che non c'è spazio da modificare, puoi posare il rame.La posa del rame generalmente prevede la messa a terra (prestare attenzione alla separazione della terra analogica e digitale), potrebbe essere necessario fornire alimentazione anche alla scheda multistrato.Quando si utilizza la serigrafia, fare attenzione a non essere bloccati dal dispositivo o rimossi dal foro superiore e dal tampone.Allo stesso tempo, il design guarda direttamente al lato del componente, la parola sullo strato inferiore dovrebbe essere elaborata in modo speculare, in modo da non confondere il livello.

8: Verifica della rete, del DRC e della struttura

Prima del disegno leggero, in genere è necessario verificare, ciascuna azienda avrà la propria lista di controllo, inclusi il principio, la progettazione, la produzione e altri aspetti dei requisiti.Quella che segue è un'introduzione alle due principali funzioni di controllo fornite dal software.

9: Pittura luminosa in uscita

Prima di produrre il disegno leggero, è necessario assicurarsi che il rivestimento sia l'ultima versione completata e soddisfi i requisiti di progettazione.I file di output del disegno leggero vengono utilizzati dalla fabbrica di schede per realizzare la scheda, dalla fabbrica di stencil per realizzare lo stencil, dalla fabbrica di saldatura per creare i file di processo, ecc.

I file di output sono (prendendo come esempio la scheda a quattro strati)

1).Strato di cablaggio: si riferisce allo strato di segnale convenzionale, principalmente al cablaggio.

Denominato L1,L2,L3,L4, dove L rappresenta lo strato dello strato di allineamento.

2).Strato serigrafico: si riferisce al file di progettazione per l'elaborazione delle informazioni serigrafiche nel livello, solitamente gli strati superiore e inferiore hanno dispositivi o custodia con logo, ci sarà uno strato serigrafico superiore e uno strato serigrafico inferiore.

Denominazione: il livello superiore si chiama SILK_TOP ;lo strato inferiore si chiama SILK_BOTTOM .

3).Strato resistente alla saldatura: si riferisce allo strato nel file di progettazione che fornisce informazioni di elaborazione per il rivestimento ad olio verde.

Denominazione: il livello superiore è denominato SOLD_TOP;lo strato inferiore si chiama SOLD_BOTTOM.

4).Livello stencil: si riferisce al livello nel file di progettazione che fornisce informazioni sull'elaborazione per il rivestimento con pasta saldante.Di solito, nel caso in cui siano presenti dispositivi SMD sia sullo strato superiore che su quello inferiore, ci sarà uno strato superiore e uno strato inferiore dello stencil.

Denominazione: il livello superiore si chiama PASTE_TOP ;lo strato inferiore si chiama PASTE_BOTTOM.

5).Strato di foratura (contiene 2 file, file di foratura NC DRILL CNC e disegno di foratura DRILL DRAWING)

denominati rispettivamente NC DRILL e DRILL DRAWING.

10: Ripasso del disegno leggero

Dopo l'output del disegno leggero per la revisione del disegno leggero, il circuito aperto e in cortocircuito del Cam350 e altri aspetti del controllo prima dell'invio alla scheda di fabbrica della scheda, quest'ultima deve anche prestare attenzione all'ingegneria della scheda e alla risposta al problema.

11: Informazioni sulla scheda PCB(Informazioni sulla verniciatura della luce Gerber + requisiti della scheda PCB + diagramma della scheda di assemblaggio)

12: Conferma dell'equalizzazione ingegneristica di fabbrica della scheda PCB(ingegneria della scheda e risposta al problema)

13: Uscita dati posizionamento PCBA(informazioni sullo stencil, mappa dei numeri di bit di posizionamento, file delle coordinate dei componenti)

Qui tutto il flusso di lavoro della progettazione PCB di un progetto è completo

La progettazione di PCB è un lavoro molto dettagliato, quindi la progettazione deve essere estremamente attenta e paziente, considerare pienamente tutti gli aspetti dei fattori, inclusa la progettazione per tenere conto della produzione, dell'assemblaggio e della lavorazione, e successivamente per facilitare la manutenzione e altre questioni.Inoltre, la progettazione di alcune buone abitudini lavorative renderà il tuo progetto più ragionevole, una progettazione più efficiente, una produzione più semplice e prestazioni migliori.Grazie al buon design utilizzato nei prodotti di uso quotidiano, anche i consumatori saranno più sicuri e fiduciosi.