Processo de design de PCB

O processo geral de design básico de PCB é o seguinte:

Pré-preparação → projeto de estrutura de PCB → guia de mesa de rede → configuração de regras → layout de PCB → fiação → otimização de fiação e serigrafia → verificação de rede e RDC e verificação de estrutura → pintura de luz de saída → revisão de pintura de luz → produção de placa PCB / informações de amostragem → PCB confirmação de equalização de engenharia de fábrica da placa → saída de informações SMD → conclusão do projeto.

1: Pré-preparação

Isso inclui a preparação da biblioteca de pacotes e do esquema.Antes do projeto da PCB, primeiro prepare o pacote lógico SCH esquemático e a biblioteca de pacotes PCB.A biblioteca de pacotes pode PADS vem com a biblioteca, mas em geral é difícil encontrar a certa, é melhor fazer sua própria biblioteca de pacotes com base nas informações de tamanho padrão do dispositivo selecionado.Em princípio, primeiro faça a biblioteca de pacotes PCB e depois faça o pacote lógico SCH.A biblioteca de pacotes PCB é mais exigente, afeta diretamente a instalação da placa;Os requisitos do pacote lógico SCH são relativamente vagos, desde que você preste atenção à definição de boas propriedades dos pinos e à correspondência com o pacote PCB na linha.PS: preste atenção à biblioteca padrão de pinos ocultos.Depois disso é o desenho do esquemático, pronto para começar a fazer o desenho da PCB.

2: Projeto de estrutura de PCB

Esta etapa foi determinada de acordo com o tamanho da placa e o posicionamento mecânico, o ambiente de design da PCB para desenhar a superfície da placa PCB e os requisitos de posicionamento para a colocação dos conectores, chaves / interruptores, orifícios de parafusos, orifícios de montagem necessários, etc. E considere e determine totalmente a área de fiação e a área sem fiação (como quanto ao redor do orifício do parafuso pertence à área sem fiação).

3: Guie a netlist

Recomenda-se importar o quadro da placa antes de importar a netlist.Importe quadro de placa em formato DXF ou quadro de placa em formato emn.

4: Configuração de regras

De acordo com o projeto específico do PCB pode ser estabelecida uma regra razoável, estamos falando sobre as regras é o gerenciador de restrições PADS, através do gerenciador de restrições em qualquer parte do processo de design para largura de linha e restrições de espaçamento de segurança, não atende às restrições da subsequente detecção de DRC, serão marcados com marcadores de DRC.

A configuração da regra geral é colocada antes do layout porque às vezes algum trabalho de fanout precisa ser concluído durante o layout, então as regras devem ser definidas antes do fanout e quando o projeto de design é maior, o design pode ser concluído com mais eficiência.

Nota: As regras são definidas para concluir o projeto melhor e mais rápido, ou seja, para facilitar o projetista.

As configurações regulares são.

1. Largura/espaçamento de linha padrão para sinais comuns.

2. Selecione e defina o furo adicional

3. Configurações de largura e cor da linha para sinais e fontes de alimentação importantes.

4. configurações da camada da placa.

5: Layout do PCB

Layout geral de acordo com os seguintes princípios.

(1) De acordo com as propriedades elétricas de uma partição razoável, geralmente dividida em: área de circuito digital (ou seja, o medo de interferência, mas também gerar interferência), área de circuito analógico (medo de interferência), área de acionamento de energia (fontes de interferência ).

(2) para completar a mesma função do circuito, deve ser colocado o mais próximo possível e ajustar os componentes para garantir a conexão mais concisa;ao mesmo tempo, ajuste a posição relativa entre os blocos funcionais para fazer a conexão mais concisa entre os blocos funcionais.

(3) Para a massa dos componentes deve-se considerar o local de instalação e a resistência da instalação;os componentes geradores de calor devem ser colocados separados dos componentes sensíveis à temperatura, e medidas de convecção térmica devem ser consideradas quando necessário.

(4) Dispositivos de driver de E/S o mais próximo possível da lateral da placa impressa, próximo ao conector de entrada.

(5) gerador de relógio (como: cristal ou oscilador de relógio) para estar o mais próximo possível do dispositivo usado para o relógio.

(6) em cada circuito integrado entre o pino de entrada de energia e o terra, é necessário adicionar um capacitor de desacoplamento (geralmente usando desempenho de alta frequência do capacitor monolítico);o espaço da placa for denso, você também pode adicionar um capacitor de tântalo em torno de vários circuitos integrados.

(7) a bobina do relé para adicionar um diodo de descarga (lata 1N4148).

(8) os requisitos de layout devem ser equilibrados, ordenados, não pesados ​​ou afundados.

Atenção especial deve ser dada à colocação dos componentes, devemos considerar o tamanho real dos componentes (área e altura ocupada), a posição relativa entre os componentes para garantir o desempenho elétrico da placa e a viabilidade e conveniência de produção e a instalação ao mesmo tempo, deve garantir que os princípios acima possam ser refletidos na premissa de modificações adequadas na colocação do dispositivo, para que seja limpo e bonito, como o mesmo dispositivo a ser colocado ordenadamente, na mesma direção.Não pode ser colocado em “escalonado”.

Esta etapa está relacionada à imagem geral da placa e à dificuldade da próxima fiação, portanto um pouco de esforço deve ser levado em consideração.Ao preparar a placa, você pode fazer a fiação preliminar para locais que não são tão seguros e levá-la em consideração.

6: Fiação

A fiação é o processo mais importante em todo o projeto de PCB.Isso afetará diretamente o desempenho da placa PCB, seja bom ou ruim.No processo de design do PCB, a fiação geralmente tem três domínios de divisão.

O primeiro é a passagem do tecido, que é o requisito mais básico para o design de PCB.Se as linhas não forem estabelecidas, de modo que haja uma linha voadora em todos os lugares, será uma placa abaixo do padrão, por assim dizer, não foi introduzida.

O próximo é o desempenho elétrico a ser atendido.Esta é uma medida para saber se uma placa de circuito impresso é qualificada pelos padrões.Depois de passar o pano, ajuste cuidadosamente a fiação, para que consiga obter o melhor desempenho elétrico.

Depois vem a estética.Se sua fiação passar, não há nada que afete o desempenho elétrico do local, mas um olhar para o passado desordenado, além de colorido, florido, que mesmo que seu desempenho elétrico seja bom, aos olhos dos outros ou de um pedaço de lixo .Isso traz grandes inconvenientes para testes e manutenção.A fiação deve ser limpa e arrumada, não cruzada sem regras.Estes são para garantir o desempenho elétrico e atender a outros requisitos individuais para atingir o caso, caso contrário é colocar a carroça na frente dos bois.

Fiação de acordo com os seguintes princípios.

(1) Em geral, o primeiro deve ser conectado às linhas de alimentação e aterramento para garantir o desempenho elétrico da placa.Dentro dos limites das condições, tente ampliar a fonte de alimentação, a largura da linha de aterramento, de preferência mais larga que a linha de energia, sua relação é: linha de aterramento> linha de energia> linha de sinal, geralmente a largura da linha de sinal: 0,2 ~ 0,3 mm (cerca de 8-12mil), a largura mais fina de até 0,05 ~ 0,07 mm (2-3mil), a linha de energia é geralmente 1,2 ~ 2,5 mm (50-100mil).100mil).A PCB dos circuitos digitais pode ser utilizada para formar um circuito de fios terra largos, ou seja, para formar uma rede de aterramento a ser utilizada (o aterramento do circuito analógico não pode ser utilizado desta forma).

(2) pré-fiação dos requisitos mais rigorosos da linha (como linhas de alta frequência), as linhas laterais de entrada e saída devem ser evitadas adjacentes ao paralelo, de modo a não produzir interferência refletida.Se necessário, deve-se adicionar isolamento de aterramento e a fiação de duas camadas adjacentes deve ser perpendicular entre si, paralela para produzir facilmente acoplamento parasita.

(3) aterramento do invólucro do oscilador, a linha do relógio deve ser a mais curta possível e não pode ser conduzida para todos os lugares.Circuito de oscilação do relógio abaixo, parte especial do circuito lógico de alta velocidade para aumentar a área do solo, e não deve ir para outras linhas de sinal para fazer com que o campo elétrico circundante tenda a zero;

(4) na medida do possível, usando fiação dobrada em 45 °, não use dobramento em 90 °, a fim de reduzir a radiação de sinais de alta frequência;(os altos requisitos da linha também usam linha de arco duplo)

(5) quaisquer linhas de sinal não formam loops, como inevitáveis, os loops devem ser tão pequenos quanto possível;as linhas de sinal devem ter o mínimo de furos possível.

(6) a linha principal tão curta e grossa quanto possível, e em ambos os lados com um aterramento protetor.

(7) através da transmissão de sinais sensíveis e sinais de banda de campo de ruído por cabo plano, para usar o modo “terra – sinal – terra” para conduzir para fora.

(8) Os principais sinais devem ser reservados para pontos de teste para facilitar os testes de produção e manutenção

(9) Após a conclusão da fiação esquemática, a fiação deve ser otimizada;ao mesmo tempo, após a verificação inicial da rede e verificação DRC estar correta, a área não cabeada para preenchimento de aterramento, com uma grande área de camada de cobre para aterramento, na placa de circuito impresso não é utilizada no local são conectadas ao aterramento como chão.Ou faça uma placa multicamadas, cada uma com alimentação e aterramento ocupando uma camada.

Requisitos do processo de fiação PCB (podem ser definidos nas regras)

(1) Linha

Em geral, a largura da linha de sinal de 0,3 mm (12mil), a largura da linha de energia de 0,77 mm (30mil) ou 1,27 mm (50mil);entre a linha e a linha e a distância entre a linha e a almofada é maior ou igual a 0,33mm (13mil), na aplicação real, as condições devem ser consideradas quando a distância é aumentada.

A densidade da fiação é alta, pode ser considerado (mas não recomendado) o uso de pinos IC entre as duas linhas, a largura da linha de 0,254 mm (10mil), o espaçamento entre linhas não é inferior a 0,254 mm (10mil).Em casos especiais, quando os pinos do dispositivo são mais densos e com largura mais estreita, a largura e o espaçamento entre linhas podem ser reduzidos conforme apropriado.

(2) Almofadas de solda (PAD)

Almofada de solda (PAD) e furo de transição (VIA) os requisitos básicos são: o diâmetro do disco que o diâmetro do furo seja superior a 0,6 mm;por exemplo, resistores de pino de uso geral, capacitores e circuitos integrados, etc., usando o tamanho do disco / furo 1,6 mm / 0,8 mm (63mil / 32mil), soquetes, pinos e diodos 1N4007, etc., usando 1,8 mm / 1,0 mm (71mil/39mil).As aplicações práticas devem basear-se no tamanho real dos componentes para determinar se, quando disponível, pode ser apropriado aumentar o tamanho da almofada.

A abertura de montagem do componente do projeto da placa PCB deve ser maior do que o tamanho real dos pinos do componente 0,2 ~ 0,4 mm (8-16mil) ou mais.

(3) sobre-furo (VIA)

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

Quando a densidade da fiação é alta, o tamanho do furo pode ser reduzido adequadamente, mas não deve ser muito pequeno, 1,0 mm/0,6 mm (40mil/24mil) pode ser considerado.

(4) Os requisitos de espaçamento do bloco, linha e vias

PAD e VIA: ≥ 0,3 mm (12mil)

PAD e PAD: ≥ 0,3 mm (12mil)

PAD e TRACK: ≥ 0,3 mm (12mil)

PISTA e PISTA: ≥ 0,3 mm (12mil)

Em densidades mais altas.

PAD e VIA: ≥ 0,254 mm (10mil)

PAD e PAD: ≥ 0,254 mm (10mil)

PAD e TRACK: ≥ 0,254 mm (10mil)

PISTA e PISTA: ≥ 0,254 mm (10mil)

7: Otimização de fiação e serigrafia

“Não existe melhor, apenas melhor”!Não importa o quanto você se aprofunde no design, quando terminar de desenhar e dar uma olhada, você ainda sentirá que muitos lugares podem ser modificados.A experiência geral do projeto é que leva o dobro do tempo para otimizar a fiação do que para fazer a fiação inicial.Depois de sentir que não há lugar para modificar, você pode colocar cobre.A colocação de cobre geralmente estabelece o aterramento (preste atenção à separação do aterramento analógico e digital), a placa multicamadas também pode precisar estabelecer energia.Quando for serigrafia, tome cuidado para não ser bloqueado pelo aparelho ou removido pelo furo e almofada.Ao mesmo tempo, o design olha diretamente para o lado do componente, a palavra na camada inferior deve ser feita com processamento de imagem espelhada, para não confundir o nível.

8: Rede, verificação da RDC e verificação de estrutura

Fora do desenho claro antes, geralmente é necessário verificar, cada empresa terá sua própria Lista de Verificação, incluindo o princípio, design, produção e outros aspectos dos requisitos.A seguir está uma introdução às duas principais funções de verificação fornecidas pelo software.

9: Pintura com luz de saída

Antes da saída do desenho leve, você precisa garantir que o folheado seja a versão mais recente que foi concluída e atenda aos requisitos do projeto.Os arquivos de saída de desenho de luz são usados ​​para a fábrica de placas para fazer a placa, a fábrica de estêncil para fazer o estêncil, a fábrica de soldagem para fazer os arquivos de processo, etc.

Os arquivos de saída são (tomando a placa de quatro camadas como exemplo)

1).Camada de fiação: refere-se à camada de sinal convencional, principalmente fiação.

Chamado L1,L2,L3,L4, onde L representa a camada da camada de alinhamento.

2).Camada de serigrafia: refere-se ao arquivo de design para o processamento de informações de serigrafia no nível, geralmente as camadas superior e inferior possuem dispositivos ou caixa de logotipo, haverá uma serigrafia de camada superior e uma serigrafia de camada inferior.

Nomenclatura: A camada superior é denominada SILK_TOP;a camada inferior é denominada SILK_BOTTOM.

3).Camada resistente à solda: refere-se à camada no arquivo de projeto que fornece informações de processamento para o revestimento de óleo verde.

Nomenclatura: A camada superior é denominada SOLD_TOP;a camada inferior é denominada SOLD_BOTTOM.

4).Camada de estêncil: refere-se ao nível no arquivo de design que fornece informações de processamento para revestimento de pasta de solda.Normalmente, no caso de existirem dispositivos SMD nas camadas superior e inferior, haverá uma camada superior de estêncil e uma camada inferior de estêncil.

Nomenclatura: A camada superior é denominada PASTE_TOP;a camada inferior é denominada PASTE_BOTTOM.

5).Camada de perfuração (contém 2 arquivos, arquivo de perfuração NC DRILL CNC e desenho de perfuração DRILL DRAWING)

denominados NC DRILL e DRILL DRAWING respectivamente.

10: Revisão do desenho leve

Após a saída do desenho de luz para a revisão do desenho de luz, Cam350 abre e curto-circuito e outros aspectos da verificação antes de enviar para a placa de fábrica da placa, este último também precisa prestar atenção à engenharia da placa e à resposta ao problema.

11: Informações da placa PCB(Informações sobre pintura leve Gerber + requisitos da placa PCB + diagrama da placa de montagem)

12: Confirmação de EQ de engenharia de fábrica da placa PCB(engenharia de placa e resposta a problemas)

13: Saída de dados de posicionamento PCBA(informações do estêncil, mapa de número de bits de posicionamento, arquivo de coordenadas do componente)

Aqui todo o fluxo de trabalho de um projeto de design de PCB está completo

O projeto de PCB é um trabalho muito detalhado, portanto o projeto deve ser extremamente cuidadoso e paciente, considerar integralmente todos os aspectos dos fatores, incluindo o projeto para levar em consideração a produção, montagem e processamento, e posteriormente para facilitar a manutenção e outras questões.Além disso, o design de alguns bons hábitos de trabalho tornará seu design mais razoável, mais eficiente, produção mais fácil e melhor desempenho.Um bom design utilizado em produtos de uso diário, os consumidores também terão mais segurança e confiança.