EN
Дизайндау Pcb табыңыз электроникалық инженерлікте ең маңызды дағдылардың бірі. Сіз қарапайым бір қабатты прототип немесе күрделі көп қабатты жинақтауды жасайсыз ба, PCB тақтасын жобалау процесі сіздің соңғы өніміңіздің қаншалықты жақсы жұмыс істеуін тікелей анықтайтын құрылымдалған реттілікті ұстанады. Бастамас бұрын әрбір кезеңді түсіну уақытты үнемдейді, қымбатқа түсетін қателерді азайтады және PCB тақтасыңыздың электрлік пен механикалық талаптарға сай болуын қамтамасыз етеді.
Жақсы спроектировалған PCB тақтасы сигналдың бүтіндігін, жылу басқаруын, механикалық сыйымдылығын және өндірістік іске асуын тепе-теңдікке келтіреді. PCB тақтасын дамытудың кез келген сатысын шапшаң өткізу жиі-жиі трассировка қателеріне, сигналдардың өзара әсерлесуіне немесе өндіріс кезінде қабылданбауға әкеледі. Бұл нұсқаулық PCB тақтасын құрудың негізгі қадамдарын логикалық ретпен қарастырады: бастапқы схеманы енгізуден бастап, өндіріс үшін қажетті файлдарды құруға дейін. Бұл инженерлер мен дизайнерлерге жаңа PCB тақтасын құру барысында әрқашан қолдануға болатын сенімді жұмыс әдісін ұсынады.
Схеманы енгізу және компоненттерді жоспарлау
PCB тақтасыңыз үшін сенімді схема құру
Әрбір PCB тақтасының дизайні схемадан басталады. Схема — бұл әрбір компоненттің электрлік түрде қалай жалғасатынын анықтайтын логикалық сызба. PCB тақтасына бірден-ақ трасса орналастырмас бұрын, сізге схеманың тазалығын, толық тексерілгенін және схеманың дәл сіздің тізбегіңізді көрсететінін қамтамасыз ету керек. Бұған дұрыс компонент мәндерін тағайындау, сілтеме белгілерін тексеру және әрбір желінің дұрыс аталып, дұрыс аяқталғанын қамтамасыз ету кіреді. Сапасыз схема тікелей ақаулы PCB тақтасының трассировкасына айналады, оны кейінірек іздеу қиын болады.
Компоненттерді таңдау кез келген PCB тақтасы үшін схемалық жұмыстың маңызды бөлігі болып табылады. Таңдалған компоненттер сіздің мақсатты PCB тақтасының аяқ іздерінің кітапханаларында қолжетімді болуы және беттік орнату технологиясы немесе өткізгіш тесік арқылы орнату сияқты өндірістік процесіңізге сәйкес келуі керек. Әрбір компоненттің жер үлгісі (land pattern) қолданылатын нақты физикалық бөлшекке сәйкес келетінін растаңыз, өйткені бұл кезеңде сәйкессіздік PCB тақтаның жиналуын толығымен тоқтатуы мүмкін. Дизайн бағдарламасыңызда электрлік ережелерді тексеру (ERC) қосымшасын іске қосу жинақтауға өту алдында қосылу мәселелерін анықтауға көмектеседі.
PCB тақтасының шектеулерін ерте анықтау
Печаттық платаның (PCB) орналасу редакторын ашуға дейін өз дизайн шектеулеріңізді анықтаңыз. Оларға плата өлшемдері, қабаттар саны, ең аз трасса ені, ең аз вия өлшемі, мыс аралығы ережелері және импеданстық талаптары жатады. Жоғары жылдамдықты PCB тақталарын жобалаған кезде бақыланатын импедансты трассалар маңызды болып табылады, ал PCB тақтасын шығаратын зауытқа оларды дұрыс шығару үшін диэлектрик қабаттасуы туралы ақпарат қажет. Бұл шектеулерді дизайн бағдарламасыңызда осы кезеңде орнату, трассалау кезінде құралдың кез келген ереже бұзылуын белгілеп отыруын қамтамасыз етеді.
Печаттық плата (PCB) орналасуы және компоненттерді орналастыру
Печаттық плата (PCB) бетіндегі стратегиялық компоненттерді орналастыру
Схемаңыз біткеннен кейін компоненттеріңізді PCB тақтасының шеберханасына орналастырасыз. Компоненттерді орналастыру — PCB тақтасын жобалаудағы ең әсерлі қадам болып табылады. Дұрыс емес орналастыру ұзын сигналдық жолдарға, тығыз трассировка аймақтарына және мүмкін болатын электромагниттік кедергіге әкеледі. PCB тақтасында байланысты функционалды блоктарды бір-біріне жақын орналастырыңыз. Мысалы, қуат көзі компоненттерін тақтаның шетіне орналастырыңыз және сезімтал аналогтық схемалардан алыста ұстап тұрыңыз. PCB тақтасыңыздағы әрбір ИС-тің қуат шығысына ығысу конденсаторларын мүмкіндігінше жақын орналастырыңыз, бұл паразитті индуктивтікті азайтады.
PCB тақтасына компоненттерді орналастырған кезде механикалық шектеулерді ескеріңіз. Коннекторлар корпус қиықтарымен сәйкес келуі керек, орнату тесіктеріне қол жетімді болуы керек, ал кернеу реттегіштері сияқты жылу шығаратын компоненттер ауа ағысы немесе жылу шашуы қолжетімді болатын жерге орналасуы керек. Компоненттерді орналастыру кезінде PCB тақтасын соңғы корпус контекстінде қарау прототиптау сатысында қымбатқа түсетін қайта жұмыс істеуді болдырмаққа көмектеседі. Жақсы орналасқан PCB тақтасының трассировкасын қарапайымдандырады және жалпы сигнал сапасын жақсартады.
PCB тақтасы үшін қабаттардың стек-ап жоспары
Көпқабатты PCB тақталарын жобалаған кезде трассировка басталмас бұрын қабаттардың орналасуын анықтау маңызды. Типтік төртқабатты PCB тақтасында екі сигналдық қабат арасында қуат жазықтығы мен жерлендіру жазықтығы орналасады. Бұл орналасу PCB тақтасындағы қуаттың таратылуын әлдеқайда жақсартады және электромагниттік шығарындыларды азайтады. Жоғары жиілікті сигналдармен жұмыс істейтін жобалар үшін сигналдық трассалардың астында сілтеме жазықтықтары үзіліссіз және бүтін болуы керек, осылайша PCB тақтасындағы импедансты тұрақты ұстауға болады. Материалдың таңдалуы мен мыс қалыңдығы бойынша келісімге келу үшін PCB тақтасын дайындайтын компаниямен қабаттардың орналасуын бастапқы кезеңде талқылаңыз.
Трассировка, дизайн ережелерін тексеру және дайындау файлдары
PCB тақтасыңыздағы трассаларды трассировкалау
Маршрутизация — бұл компоненттерді схемаңызға сәйкес PCB тақтасында өткізгіштік жолдарды (мыс іздерін) салу процесі. Алдымен жоғары жылдамдықты дифференциалды жұптар, сағат сигналдары және қуат шинелері сияқты маңызды сигналдық жолдарды маршрутизациялаңыз. PCB тақтасыңыздағы осы іздер ұзындықтардың сәйкестігі, аралықтар мен импеданстың қатаң талаптарын қанағаттандыруы керек, ал бұл талаптар жалпы сигналдық маршрутизациядан бұрын орындалуы тиіс. PCB тақтасын химиялық қышқылмен өңдеу кезінде қышқылдық қауіп-қатерлерін туғызуы мүмкін сүйір бұрыштарды болдырмау үшін жобалау бағдарламаңыздың интерактивті маршрутизаторын пайдаланыңыз. Маңызды желілерді маршрутизациялағаннан кейін, PCB тақтасыңыздағы қалған сигналдық қосылыстарды аяқтаңыз.
Меднің құйылуы, сонымен қатар су толтырулары деп те аталады, әдетте PCB тақтасының әр қабатындағы пайдаланылмаған аймақтарда жерлену немесе қуат жазықтықтарын қосу үшін қолданылады. PCB тақтасыңыздағы біртекті жерлену құйылуы кедергіні төмендетеді, шу деңгейін азайтады және жылу тарату қызметін атқарады. PCB тақтасыңыздың трассировкасы аяқталғаннан кейін, желіге қосылмаған кез-келген изоляцияланған меднің аралдарын жойыңыз, себебі олар PCB тақтасын шығару және тексеру кезінде қиындықтар туғызуы мүмкін.
DRC-ді іске қосу және PCB тақтасын шығару файлдарын дайындау
Дизайн ережелерін тексеру (DRC) — бұл PCB тақтасын шығаруға жіберер алдында міндетті қадам. DRC бағдарламасы PCB тақтасының барлық трассировкасын тым аз аралықтар, қосылмаған желілер, трасса енінің сақталмауы және силиконтік қабаттың бір-біріне беттесуі сияқты ережелердің сақталмауын анықтау үшін сканерлейді. DRC бағдарламасы анықтаған әрбір қатені қайта қарау керек және оны шешу керек, сонда ғана PCB тақтасы өндіріске дайын болады. Бұл тексеру қадамын өткізіп жіберу — PCB тақтасын шығаруға рұқсат бермеу мен кешігулердің негізгі себептерінің бірі.
PCB тақтасы DRC-ті өткен кезде оның физикалық өндірісі үшін PCB тақтасын шығаратын өндірушілер қолданатын Gerber файлдарын жасаңыз. Бұл файлдар мыналарды қамтиды: мыс қабаттары, қосылатын маска қабаттары, силиконтік баспа қабаттары, бұрғылау файлдары және тақтаның контуры. PCB тақтасын шығаратын компаниямен қандай файл пішімі мен атау ережелері қажет екендігін растаңыз. Көптеген PCB тақтасын жобалаушылар Gerber файлдарымен қатар PCB тақтасын дәл жинау үшін материалдар тізімін (BOM) және жинау сызбасын да ұсынады. Тапсырыс бермес бұрын PCB тақтасының өндіріс алдындағы алдын-ала қарауын қарау сізге кез келген ақауды анықтау үшін соңғы мүмкіндікті береді.
Жиі қойылатын сұрақтар
PCB тақтасын жобалау үшін қандай бағдарламалық құралдар кеңінен қолданылады?
PCB тақтасын жобалау үшін бірнеше EDA құралдары кеңінен қолданылады, мысалы: Altium Designer, KiCad, Eagle және OrCAD. Сіздің PCB тақтасының жобасыңыз үшін дұрыс құралды таңдау сіздің бюджетіңізге, PCB тақтасының күрделілігіне және құралмен жұмыс істеуге командаңыздың дағдысына байланысты. KiCad — құнын төмендетуге бағытталған жобаларда жұмыс істейтін PCB тақтасын жобалаушылар үшін танымал ашық кодты опция.
Стандартты PCB тақтасына неше қабат қажет?
Компоненттердің тығыздығы төмен қарапайым PCB тақтасын жиі екі қабатта орындауға болады. Компоненттерді тығыз орналастыру, бірнеше қуат аймақтары немесе жоғары жылдамдықты сигналдар қажет ететін күрделірек PCB тақтасы жобаларында сигналдың бүтіндігі мен PCB тақтасындағы қуаттың дұрыс таратылуын қамтамасыз ету үшін төрт немесе одан да көп қабат қажет.
PCB тақтасын шығару үшін қандай файл пішімдері қажет?
Печаттық платаларды (PCB) дайындау үшін өнеркәсіптік стандарт — Gerber файлдарының форматы, атап айтқанда RS-274X. Толық PCB тақтасын ұсыну әдетте әрбір мыс қабаты, пайын маскасы, силикондық баспа (silkscreen), Excellon форматындағы қашау файлы және PCB тақтасының контуры үшін Gerber файлдарын қамтиды. Кейбір өндірушілер PCB тақталарын шығару үшін Gerber форматына альтернатива ретінде ODB++ форматын да қабылдайды.