EN
Проектирање ПЦБ плоча је једна од најкритичнијих вештина у електроном инжењерству. Било да градите једноставан прототип са једним слојем или сложен мултислојни монтаж, процес пројектовања ПЦБ плоча следи структуриран низ који директно одређује колико добро функционише ваш коначни производ. Разумевање сваке фазе пре него што почнете штедиће време, смањиће скупе грешке и осигураће да ваша ПЦБ плоча испуњава и електричне и механичке захтеве.
Добро дизајнирана ПЦБ плоча балансира интегритет сигнала, топлотну управљање, механичко прилагођавање и производњу. Убрзано пролазак било које фазе развоја ПЦБ плоча често доводи до грешка у распореду, интерференција сигнала или одбацивања изради. Овај водич пролази кроз основне кораке дизајна ПЦБ плоча у логичном редоследу, од почетног схемског снимања све до генерисања производних датотека, пружајући инжењерима и дизајнерима поуздани радни ток који могу пратити сваки пут када започну нови пројекат ПЦБ плоче.
Схематичко ухваће и планирање компоненти
Изградња поуздане шеме за вашу ПЦБ плочу
Сваки дизајн ПЦБ плоча почиње с шема. Схема је логички план који дефинише како се свака компонента електрично повезује. Пре него што поставите један траг на вашу ПЦБ плочу, морате имати чисту, потпуно верификовану шему која тачно представља ваш кола. Ово укључује доделу исправних вредности компоненти, верификацију референтних ознака и осигурање да се свака мрежа правилно назива и завршава. Неодговорна шема ће се директно превести у погрешан распоред ПЦБ плоче који је тешко касније дебаговати.
Избор компоненти је саставни део шематског рада за било коју ПЦБ плочу. Изаберите компоненте које су доступне у библиотекама за отпечатак плоча ПЦБ и које одговарају вашем процесу производње, било да је то технологија површине или монтажа кроз рупу. Потврдите да се образац на земљишту сваке компоненте уклапа са стварним физичким деловима које планирате да користите, јер несагласност у овој фази може довести до тога да ваша ПЦБ плоча потпуно не успе да се монтира. Извршење проверке електричних правила у дизајнерском софтверу помаже у упирањем проблема повезивања пре преласка на распоред.
Рано дефинисање ограничења ПЦБ плоча
Пре отварања редактора распореда ПЦБ плоча, дефинишите своје ограничења дизајна. Ово укључује димензије плоча, број слојева, минималну ширину трага, минималну величину, правила за пролаз бакра и услове за импеданцу. За пројектовање брзе ПЦБ плоче, контролисани трагови импеданце су неопходни, а ваш произвођач ПЦБ плоче мораће да зна диелектрични спај за њихову исправну производњу. Постављање ових ограничења у вашем дизајнерском софтверу у овој фази осигурава да ће алат означити било какво кршење док рутирате вашу ПЦБ плочу.
Дизајн ПЦБ плоче и постављање компоненти
Стратешко постављање компонента на вашу ПЦБ плочу
Када сте завршили са скимама, померате своје компоненте на платно за ПЦБ плочу. Постављање компонента је вероватно највлијанији корак у дизајну ПЦБ плоча. Лошо постављање води до дугих путева сигнала, гужве рутинских подручја и потенцијалних електромагнетних интерференција. Група повезаних функционалних блокова заједно на ПЦБ плочи. На пример, постављајте компоненте за напајање близу ивице плоче и далеко од осетљивих аналогних кола. Поставите кондензаторе који се одвоје што је могуће ближе пиновима за напајање сваког ИЦ-а на вашем ПЦБ плочи да бисте минимизирали паразитарну индуктивност.
Узимајте у обзир механичка ограничења приликом постављања компоненти на ПЦБ плочи. Коннектори морају бити у складу са одсецима кућа, монтажни отвори морају бити доступни, а компоненте које генеришу топлоту, као што су регулатори напона, треба да буду постављене тамо где је доступан проток ваздуха или топлотни отпад. Гледање ваше ПЦБ плоче у контексту њеног коначног корпуса током постављања спречава скупу прераду у фази прототипа. Добро постављен распоред ПЦБ плоча смањује сложеност рутинга и побољшава укупни квалитет сигнала.
Планирање слоја за постављање за вашу ПЦБ плочу
За пројекте вишеслојних ПЦБ плоча, дефинисање слоја је критично пре него што се започне рутинг. Типична четирислојна ПЦБ плоча користи два слоја сигнала који су поврзани са силовином и земљом. Овај аранжман значајно побољшава дистрибуцију енергије и смањује електромагнетне емисије са ПЦБ плоче. За пројекте са високофреквентним сигналима, референтне равнице морају бити континуиране и непрекидне испод трагова сигнала како би се одржала конзистентна импеданца на ПЦБ плочи. Размотрите о свом спајању са произвођачем ПЦБ плоча рано да бисте се усагласили о избору материјала и тежини бакра.
Рутинг, проверке правила пројектовања и фајлови о производњи
Траге за рутинг на ПЦБ плочи
Рутинг је процес цртања бакарних трагова који повезују компоненте према вашем шеми на ПЦБ плочи. Почните са преласком критичних путева сигнала, укључујући диференцијалне паре велике брзине, часовничке сигнале и влачне шине. Ови трагови на вашем ПЦБ плочи имају строге услове у вези са дужином, размаком и импедансом који морају бити испуњени пре општог рутинга сигнала. Користите интерактивни рутер вашег софтвера за дизајн да бисте одржали правила размакавања и избегли оштре угле, који могу изазвати замке киселине током хемијског ецирања ПЦБ плоче. Након што пређете критичне мреже, завршите преостале везе сигнала на вашем ПЦБ плочи.
Бакарне заливе, које се такође називају поплавним напуњавањем, обично се користе на дизајну ПЦБ плоча за повезивање површинских или енергетских плоча преко неискоришћених подручја сваког слоја. Тврда земља која се сипа на вашу ПЦБ плочу смањује буку, смањује импеданцу и пружа предност у ширењу топлоте. Када је рутирање ПЦБ плоче завршено, уклоните изолована бакарна острва која нису повезана са мрежом, јер могу изазвати проблеме током производње и инспекције ПЦБ плоче.
Извезивање ДРЦ и припрема досијева за производњу ПЦБ плоча
Проверење проверке правила дизајна, обично названог ДРЦ, обавезан је корак пре него што се ваша ПЦБ плоча поднесе за производњу. ДРК скенира цео ваш ПЦБ плакат за кршење као што су недовољна прозорност, нескокване мреже, кршење ширине трага и преклапање сеиксцреена. Свака грешка коју је означила ДРК мора бити прегледана и решена пре него што ваша ПЦБ плоча буде спремна за производњу. Прескакање овог корака верификације је уобичајени узрок одбацивања и кашњења производње ПЦБ плоча.
Када ПЦБ плоча прође кроз ДРК, генеришите Гербер фајлове које ће ваш произвођач ПЦБ плоча користити за производњу физичке плоче. Ови фајлови укључују слојеве бакра, слојеве за спојне маске, слојеве за свиле, бушилице и контур плоче. Потврдите са произвођачем ПЦБ плоча који формат датотека и конвенција за назив који захтевају. Многи дизајнери ПЦБ плоча такође пружају рачуна о материјалима и цртеж монтаже поред Гербер фајлова како би се осигурала тачна монтажа ПЦБ плоче. Прегледање превизије производње ваше ПЦБ плоче пре него што поставите наруџбу даје вам последњу прилику да ухватите било какве проблеме.
Često postavljana pitanja
Који се софтвер обично користи за пројектовање ПЦБ плоче?
Неколико алата за ЕДА се широко користи за дизајн ПЦБ плоча, укључујући Алтиум Дизајнер, КиЦад, Игл и ОрЦАД. Прави избор за ваш пројекат ПЦБ плоче зависи од вашег буџета, сложености ПЦБ плоче и познатости вашег тима са алатом. КиЦад је популарна опција отвореног кода за дизајнере ПЦБ плоча који раде на пројектима који су осетљиви на трошкове.
Колико слојева треба стандардној ПЦБ плочи?
Једноставна ПЦБ плоча са малом густином компоненти често се може завршити на два слоја. Комплекснији дизајн ПЦБ плоча са густим постављањем компоненти, вишеструким доменама снаге или сигналама велике брзине обично захтева четири или више слојева како би се постигао прави интегритет сигнала и дистрибуција снаге на ПЦБ плочи.
Који су формати датотека потребни за производњу ПЦБ плоче?
Индустријски стандард за производњу ПЦБ плоча је Герберски формат датотека, посебно РС-274Х. Потпуна пријава ПЦБ плоче обично укључује Гербер фајлове за сваки слој бакра, лемљиву маску, свила, бушилицу у формату Екселсон и контур ПЦБ плоче. Неки произвођачи такође прихватају ОДБ ++ као алтернативу Герберу за производњу ПЦБ плоча.