PCB-ontwerpproces

Het algemene PCB-basisontwerpproces is als volgt:

Voorbereiding → PCB-structuurontwerp → gidsnetwerktabel → regelinstelling → PCB-indeling → bedrading → bedradingsoptimalisatie en zeefdruk → netwerk- en DRC-controle en structuurcontrole → output light schilderij → licht schilderij beoordeling → PCB-plaatproductie / bemonsteringsinformatie → PCB board fabriekstechniek EQ-bevestiging → SMD-informatie-uitvoer → voltooiing van het project.

1: Voorbereiding

Dit omvat het voorbereiden van de pakketbibliotheek en het schema.Voordat u met het PCB-ontwerp begint, bereidt u eerst het schematische SCH-logicapakket en de PCB-pakketbibliotheek voor.Pakketbibliotheek PADS wordt geleverd met de bibliotheek, maar over het algemeen is het moeilijk om de juiste te vinden. U kunt het beste uw eigen pakketbibliotheek maken op basis van de standaardgrootte-informatie van het geselecteerde apparaat.In principe moet u eerst de PCB-pakketbibliotheek uitvoeren en vervolgens het logicapakket SCH.De PCB-pakketbibliotheek is veeleisender en heeft rechtstreeks invloed op de installatie van het bord;De vereisten voor een SCH-logicapakket zijn relatief los, zolang je maar aandacht besteedt aan de definitie van goede pin-eigenschappen en correspondentie met het PCB-pakket op de lijn.PS: let op de standaardbibliotheek met verborgen pinnen.Daarna is het ontwerp van het schema, klaar om te beginnen met het PCB-ontwerp.

2: PCB-structuurontwerp

Deze stap is bepaald op basis van de bordgrootte en de mechanische positionering, de PCB-ontwerpomgeving om het printplaatoppervlak te tekenen en positioneringsvereisten voor de plaatsing van de vereiste connectoren, sleutels / schakelaars, schroefgaten, montagegaten, enz. En houd volledig rekening met en bepaal het bedradingsgebied en het niet-bedradingsgebied (zoals hoeveel rond het schroefgat tot het niet-bedradingsgebied behoort).

3: Leid de netlijst

Het wordt aanbevolen om het bordframe te importeren voordat u de netlijst importeert.Importeer het bordframe in DXF-formaat of het bordframe in emn-formaat.

4: Regelinstelling

Volgens het specifieke PCB-ontwerp kan een redelijke regel worden opgesteld, we hebben het over de regels: de PADS-constraintmanager, via de constraintmanager in enig deel van het ontwerpproces voor lijnbreedte- en veiligheidsafstandsbeperkingen, voldoet niet aan de beperkingen van de daaropvolgende DRC-detectie, worden gemarkeerd met DRC-markeringen.

De algemene regelinstelling wordt vóór de lay-out geplaatst omdat er soms wat fanout-werk moet worden voltooid tijdens de lay-out, dus de regels moeten vóór de fanout worden ingesteld, en wanneer het ontwerpproject groter is, kan het ontwerp efficiënter worden voltooid.

Let op: De regels zijn opgesteld om het ontwerp beter en sneller af te ronden, oftewel om de ontwerper te faciliteren.

De reguliere instellingen zijn.

1. Standaard lijnbreedte/lijnafstand voor algemene signalen.

2. Selecteer het overgat en stel het in

3. Lijnbreedte- en kleurinstellingen voor belangrijke signalen en voedingen.

4. instellingen voor bordlagen.

5: PCB-indeling

Algemene indeling volgens de volgende principes.

(1) Volgens de elektrische eigenschappen van een redelijke partitie, over het algemeen verdeeld in: digitaal circuitgebied (dat wil zeggen de angst voor interferentie, maar ook interferentie genereren), analoog circuitgebied (angst voor interferentie), elektrisch aandrijfgebied (interferentiebronnen ).

(2) om dezelfde functie van het circuit te voltooien, moet het zo dicht mogelijk bij elkaar worden geplaatst en moeten de componenten worden aangepast om de meest beknopte verbinding te garanderen;pas tegelijkertijd de relatieve positie tussen de functionele blokken aan om de meest beknopte verbinding tussen de functionele blokken te maken.

(3) Voor de massa van componenten moet rekening worden gehouden met de installatielocatie en installatiesterkte;Warmtegenererende componenten moeten gescheiden van temperatuurgevoelige componenten worden geplaatst, en indien nodig moeten thermische convectiemaatregelen worden overwogen.

(4) I/O-stuurapparaten zo dicht mogelijk bij de zijkant van de printplaat, dicht bij de lead-in connector.

(5) klokgenerator (zoals: kristal of klokoscillator) zo dicht mogelijk bij het apparaat dat voor de klok wordt gebruikt.

(6) in elk geïntegreerd circuit tussen de voedingsingangspin en aarde moet u een ontkoppelingscondensator toevoegen (meestal gebruikmakend van de hoogfrequente prestaties van de monolithische condensator);Als de bordruimte compact is, kun je ook een tantaalcondensator rond verschillende geïntegreerde schakelingen toevoegen.

(7) de relaisspoel om een ​​ontladingsdiode toe te voegen (1N4148 kan).

(8) De lay-outvereisten moeten evenwichtig, ordelijk en niet zwaar of gootsteen zijn.

Speciale aandacht moet worden besteed aan de plaatsing van componenten. We moeten rekening houden met de werkelijke grootte van de componenten (het ingenomen gebied en de hoogte), de relatieve positie tussen de componenten om de elektrische prestaties van het bord te garanderen en de haalbaarheid en het gemak van productie en Installatie tegelijkertijd moet ervoor zorgen dat de bovenstaande principes kunnen worden weerspiegeld in het uitgangspunt van passende aanpassingen aan de plaatsing van het apparaat, zodat het netjes en mooi is, zoals hetzelfde apparaat dat netjes wordt geplaatst, in dezelfde richting.Kan niet in een “gespreide” positie worden geplaatst.

Deze stap houdt verband met het algemene beeld van het bord en de moeilijkheidsgraad van de volgende bedrading, dus er moet wat moeite worden gedaan.Bij het leggen van het bord kunt u voorbereidende bedrading maken voor plaatsen die niet zo zeker zijn, en hier volledig over nadenken.

6: Bedrading

Bedrading is het belangrijkste proces in het gehele PCB-ontwerp.Dit heeft directe invloed op de prestaties van de printplaat, of deze nu goed of slecht is.Bij het ontwerpproces van de printplaat kent de bedrading over het algemeen drie scheidslijnen.

Ten eerste is het doek erdoorheen, wat de meest elementaire vereisten zijn voor PCB-ontwerp.Als de lijnen niet doorgetrokken zijn, zodat er overal een vliegende lijn is, zal het een ondermaats bord zijn, er is bij wijze van spreken geen geïntroduceerd.

Het volgende is de elektrische prestatie waaraan moet worden voldaan.Dit is een maatstaf om te bepalen of een printplaat aan de normen voldoet.Nadat u het doek erdoor heeft gehaald, past u de bedrading zorgvuldig aan, zodat deze de beste elektrische prestaties kan bereiken.

Dan komt de esthetiek.Als je bedrading doorloopt, is er niets dat de elektrische prestaties van de plek beïnvloedt, maar een blik op het wanordelijke verleden, plus kleurrijk, bloemrijk, dat zelfs als je elektrische prestaties hoe goed zijn, in de ogen van anderen of een stuk afval .Dit brengt groot ongemak met zich mee voor het testen en het onderhoud.De bedrading moet netjes en opgeruimd zijn, niet doorkruist zonder regels.Deze zijn bedoeld om de elektrische prestaties te garanderen en om aan andere individuele eisen te voldoen om de zaak te verwezenlijken, anders is het het paard achter de wagen spannen.

Bedrading volgens de volgende principes.

(1) Over het algemeen moet de eerste worden bedraad voor stroom- en aardleidingen om de elektrische prestaties van het bord te garanderen.Probeer binnen de grenzen van de omstandigheden de voeding te verbreden, de breedte van de aardlijn, bij voorkeur breder dan de stroomlijn, hun relatie is: grondlijn> stroomlijn> signaallijn, meestal de breedte van de signaallijn: 0,2 ~ 0,3 mm (ongeveer 8-12mil), de dunste breedte tot 0,05 ~ 0,07 mm (2-3mil), de voedingslijn is over het algemeen 1,2 ~ 2,5 mm (50-100mil).100 miljoen).De printplaat van digitale circuits kan worden gebruikt om een ​​circuit van brede aardedraden te vormen, dat wil zeggen om een ​​aardnetwerk te vormen dat kan worden gebruikt (aarde van analoge circuits kan op deze manier niet worden gebruikt).

(2) voorbedrading van de strengere eisen van de lijn (zoals hoogfrequente lijnen), de ingangs- en uitgangszijlijnen moeten naast parallel worden vermeden, om geen gereflecteerde interferentie te veroorzaken.Indien nodig moet aardisolatie worden toegevoegd en moet de bedrading van twee aangrenzende lagen loodrecht op elkaar staan, evenwijdig om gemakkelijk parasitaire koppeling te veroorzaken.

(3) Aarding van de oscillatorshell, de kloklijn moet zo kort mogelijk zijn en kan niet overal naartoe worden geleid.Klok-oscillatiecircuit hieronder, speciaal high-speed logisch circuitonderdeel om het oppervlak van de grond te vergroten, en mag niet naar andere signaallijnen gaan om het omringende elektrische veld naar nul te brengen;

(4) gebruik zoveel mogelijk 45°-vouwbedrading, gebruik geen 90°-vouw, om de straling van hoogfrequente signalen te verminderen;(hoge eisen aan de lijn gebruiken ook een dubbele booglijn)

(5) eventuele signaallijnen vormen geen lussen, zoals onvermijdelijk; lussen moeten zo klein mogelijk zijn;signaalleidingen moeten zo min mogelijk gaten bevatten.

(6) de sleutellijn zo kort en dik mogelijk, en aan beide zijden voorzien van een beschermende aarding.

(7) via de platte kabeltransmissie van gevoelige signalen en ruisveldbandsignalen, om de “aarde – signaal – aarde” manier te gebruiken om naar buiten te leiden.

(8) Sleutelsignalen moeten worden gereserveerd voor testpunten om productie- en onderhoudstests te vergemakkelijken

(9) Nadat de schematische bedrading is voltooid, moet de bedrading worden geoptimaliseerd;tegelijkertijd, nadat de initiële netwerkcontrole en de DRC-controle correct zijn, wordt het onbekabelde gebied voor grondvulling, met een groot gebied van koperlaag voor aarde, op de printplaat niet gebruikt op de plaats en is verbonden met de grond als grond.Of maak een meerlaags bord, stroom en aarde bezetten elk een laag.

Procesvereisten voor PCB-bedrading (kan worden ingesteld in de regels)

(1) Lijn

Over het algemeen is de signaallijnbreedte 0,3 mm (12 mil), de stroomlijnbreedte 0,77 mm (30 mil) of 1,27 mm (50 mil);tussen de lijn en de lijn en de afstand tussen de lijn en het kussen groter is dan of gelijk is aan 0,33 mm (13mil), bij de daadwerkelijke toepassing moet rekening worden gehouden met de omstandigheden wanneer de afstand wordt vergroot.

De bedradingsdichtheid is hoog, het kan worden overwogen (maar niet aanbevolen) om IC-pinnen tussen de twee lijnen te gebruiken, de lijnbreedte van 0,254 mm (10 mil), de lijnafstand is niet minder dan 0,254 mm (10 mil).In speciale gevallen, wanneer de apparaatpinnen dichter en smaller zijn, kunnen de lijnbreedte en de lijnafstand indien nodig worden verkleind.

(2) Soldeerpads (PAD)

Soldeerpad (PAD) en overgangsgat (VIA) De basisvereisten zijn: de diameter van de schijf dan de diameter van het gat moet groter zijn dan 0,6 mm;bijvoorbeeld pinweerstanden, condensatoren en geïntegreerde schakelingen voor algemeen gebruik, enz., met behulp van de schijf-/gatgrootte 1,6 mm / 0,8 mm (63mil / 32mil), sockets, pinnen en diodes 1N4007, enz., met behulp van 1,8 mm / 1,0 mm (71mil / 39mil).Praktische toepassingen moeten gebaseerd zijn op de werkelijke grootte van de componenten om, indien beschikbaar, te bepalen of het geschikt kan zijn om de grootte van het kussen te vergroten.

De montageopening voor de componenten van het printplaatontwerp moet groter zijn dan de werkelijke grootte van de componentpinnen, ongeveer 0,2 ~ 0,4 mm (8-16mil).

(3) overgat (VIA)

Over het algemeen 1,27 mm/0,7 mm (50 mil/28 mil).

Wanneer de bedradingsdichtheid hoog is, kan de afmeting van het gat op passende wijze worden verkleind, maar deze mag niet te klein zijn; 1,0 mm/0,6 mm (40 mil/24 mil) kan worden overwogen.

(4) De afstandsvereisten van het pad, de lijn en de via's

PAD en VIA: ≥ 0,3 mm (12mil)

PAD en PAD: ≥ 0,3 mm (12mil)

PAD en TRACK: ≥ 0,3 mm (12 mil)

TRACK en TRACK: ≥ 0,3 mm (12mil)

Bij hogere dichtheden.

PAD en VIA: ≥ 0,254 mm (10mil)

PAD en PAD: ≥ 0,254 mm (10mil)

PAD en TRACK: ≥ 0,254 mm (10 mil)

TRACK en TRACK: ≥ 0,254 mm (10mil)

7: Bedradingsoptimalisatie en zeefdruk

“Er is geen beste, alleen beter”!Het maakt niet uit hoeveel je in het ontwerp verdiept, als je klaar bent met tekenen en dan een kijkje gaat nemen, zul je nog steeds het gevoel hebben dat veel plaatsen kunnen worden aangepast.De algemene ontwerpervaring is dat het twee keer zo lang duurt om de bedrading te optimaliseren dan om de initiële bedrading uit te voeren.Nadat je het gevoel hebt dat er geen plaats is om aan te passen, kun je koper leggen.Koper legt over het algemeen de grond (let op de scheiding van analoge en digitale aarde), meerlaagse platen moeten mogelijk ook stroom leggen.Zorg er bij zeefdruk voor dat u niet wordt geblokkeerd door het apparaat of wordt verwijderd door het gat en het kussentje.Tegelijkertijd kijkt het ontwerp vierkant naar de componentzijde, het woord op de onderste laag moet in spiegelbeeld worden verwerkt, om het niveau niet te verwarren.

8: Netwerk-, DRC-controle en structuurcontrole

Uit de lichttekening die eerder moet worden gecontroleerd, heeft elk bedrijf zijn eigen checklist, inclusief het principe, het ontwerp, de productie en andere aspecten van de vereisten.Het volgende is een introductie van de twee belangrijkste controlefuncties van de software.

9: Lichtuitvoer schilderen

Voordat u de lichttekening uitvoert, moet u ervoor zorgen dat het fineer de nieuwste versie is die is voltooid en voldoet aan de ontwerpvereisten.De uitvoerbestanden voor lichte tekeningen worden gebruikt voor de bordfabriek om het bord te maken, de stencilfabriek om het stencil te maken, de lasfabriek om de procesbestanden te maken, enz.

De uitvoerbestanden zijn (met een vierlaags bord als voorbeeld)

1).Bedradingslaag: verwijst naar de conventionele signaallaag, voornamelijk bedrading.

Genoemd L1,L2,L3,L4, waarbij L de laag van de uitlijningslaag vertegenwoordigt.

2).Zeefdruklaag: verwijst naar het ontwerpbestand voor de verwerking van zeefdrukinformatie op het niveau, meestal hebben de bovenste en onderste lagen apparaten of een logo-behuizing, er zal een zeefdruk van de bovenste laag en een zeefdruk van de onderste laag zijn.

Naamgeving: de bovenste laag heet SILK_TOP;de onderste laag heet SILK_BOTTOM .

3).Soldeerresistlaag: verwijst naar de laag in het ontwerpbestand die verwerkingsinformatie biedt voor de groene oliecoating.

Naamgeving: de bovenste laag heet SOLD_TOP;de onderste laag heet SOLD_BOTTOM.

4).Sjabloonlaag: verwijst naar het niveau in het ontwerpbestand dat verwerkingsinformatie biedt voor het coaten van soldeerpasta.Als er zowel op de boven- als onderlaag SMD-apparaten aanwezig zijn, zal er doorgaans een stencil-bovenlaag en een stencil-onderlaag zijn.

Naamgeving: de bovenste laag heet PASTE_TOP ;de onderste laag heet PASTE_BOTTOM.

5).Boorlaag (bevat 2 bestanden, NC DRILL CNC-boorbestand en boortekening DRILL DRAWING)

respectievelijk NC DRILL en DRILL DRAWING genoemd.

10: Lichttekeningoverzicht

Na de uitvoer van lichttekening naar lichttekeningbeoordeling, Cam350 open en kortsluiting en andere aspecten van de controle voordat deze naar het bordfabrieksbord wordt gestuurd, moeten de laatste ook aandacht besteden aan de bordtechniek en probleemreactie.

11: Informatie over de printplaat(Gerber lichtverfinformatie + printplaatvereisten + montageborddiagram)

12: PCB-fabriekstechniek EQ-bevestiging(board engineering en probleemantwoord)

13: Uitvoer van PCBA-plaatsingsgegevens(stencilinformatie, bitnummerkaart voor plaatsing, bestand met componentcoördinaten)

Hier is de hele workflow van een PCB-ontwerp voor een project voltooid

PCB-ontwerp is een zeer gedetailleerd werk, dus het ontwerp moet uiterst zorgvuldig en geduldig zijn, waarbij alle aspecten van de factoren volledig in overweging moeten worden genomen, inclusief het ontwerp om rekening te houden met de productie, assemblage en verwerking, en later om onderhoud en andere zaken te vergemakkelijken.Bovendien zal het ontwerp van enkele goede werkgewoonten uw ontwerp redelijker, efficiënter ontwerp, eenvoudiger productie en betere prestaties maken.Goed ontwerp dat wordt gebruikt in alledaagse producten, consumenten zullen ook meer zekerheid en vertrouwen hebben.