PCB-Designprozess

Der allgemeine grundlegende Designprozess für Leiterplatten ist wie folgt:

Vorbereitung → PCB-Strukturdesign → Leitfaden-Netzwerktabelle → Regeleinstellung → PCB-Layout → Verkabelung → Verdrahtungsoptimierung und Siebdruck → Netzwerk- und DRC-Prüfung und Strukturprüfung → Ausgabelichtmalerei → Lichtmalereiüberprüfung → Leiterplattenproduktion/Probenahmeinformationen → Leiterplatte Board Factory Engineering EQ-Bestätigung → SMD-Informationsausgabe → Projektabschluss.

1: Vorbereitung

Dazu gehört die Vorbereitung der Paketbibliothek und des Schaltplans.Bereiten Sie vor dem PCB-Design zunächst das schematische SCH-Logikpaket und die PCB-Paketbibliothek vor.Die Paketbibliothek kann mit der PADS-Bibliothek geliefert werden, aber im Allgemeinen ist es schwierig, die richtige zu finden. Am besten erstellen Sie Ihre eigene Paketbibliothek basierend auf den Standardgrößeninformationen des ausgewählten Geräts.Im Prinzip erstellen Sie zuerst die PCB-Paketbibliothek und dann das SCH-Logikpaket.Die PCB-Paketbibliothek ist anspruchsvoller und wirkt sich direkt auf die Installation der Platine aus.Die Anforderungen an SCH-Logikpakete sind relativ locker, solange Sie auf die Definition guter Pin-Eigenschaften und die Übereinstimmung mit dem PCB-Paket auf der Leitung achten.PS: Achten Sie auf die Standardbibliothek versteckter Pins.Danach folgt der Entwurf des Schaltplans und Sie können mit dem PCB-Design beginnen.

2: PCB-Strukturdesign

Dieser Schritt richtet sich nach der Platinengröße und der mechanischen Positionierung, der PCB-Designumgebung zum Zeichnen der PCB-Platinenoberfläche und den Positionierungsanforderungen für die Platzierung der erforderlichen Anschlüsse, Tasten/Schalter, Schraubenlöcher, Montagelöcher usw. Berücksichtigen und bestimmen Sie den Verdrahtungsbereich und den Nicht-Verdrahtungsbereich vollständig (z. B. wie viel um das Schraubenloch herum zum Nicht-Verdrahtungsbereich gehört).

3: Führen Sie die Netzliste

Es wird empfohlen, den Platinenrahmen vor dem Import der Netzliste zu importieren.Importieren Sie einen Plattenrahmen im DXF-Format oder einen Plattenrahmen im EMN-Format.

4: Regeleinstellung

Entsprechend dem spezifischen PCB-Design können vernünftige Regeln eingerichtet werden. Wir sprechen über die Regeln des PADS-Beschränkungsmanagers. Durch den Einschränkungsmanager werden in keinem Teil des Designprozesses Einschränkungen hinsichtlich der Leitungsbreite und des Sicherheitsabstands eingehalten der nachfolgenden DRC-Erkennung werden mit DRC-Markern markiert.

Die allgemeine Regeleinstellung wird vor dem Layout platziert, da manchmal einige Fanout-Arbeiten während des Layouts abgeschlossen werden müssen. Daher müssen die Regeln vor dem Fanout festgelegt werden. Wenn das Designprojekt größer ist, kann das Design effizienter abgeschlossen werden.

Hinweis: Die Regeln dienen dazu, den Entwurf besser und schneller fertigzustellen, mit anderen Worten, um den Designer zu erleichtern.

Die regulären Einstellungen sind.

1. Standardlinienbreite/-linienabstand für gemeinsame Signale.

2. Wählen Sie das Überloch aus und legen Sie es fest

3. Linienbreiten- und Farbeinstellungen für wichtige Signale und Stromversorgungen.

4. Board-Layer-Einstellungen.

5: PCB-Layout

Allgemeines Layout nach folgenden Grundsätzen.

(1) Entsprechend den elektrischen Eigenschaften ist eine angemessene Partition im Allgemeinen unterteilt in: Bereich digitaler Schaltkreise (dh Angst vor Störungen, aber auch Erzeugung von Störungen), Bereich analoger Schaltkreise (Angst vor Störungen) und Bereich des Leistungsantriebs (Störquellen). ).

(2) Um die gleiche Funktion des Schaltkreises zu erfüllen, sollten die Komponenten so nah wie möglich platziert und angepasst werden, um eine möglichst präzise Verbindung zu gewährleisten.Passen Sie gleichzeitig die relative Position zwischen den Funktionsblöcken an, um eine möglichst präzise Verbindung zwischen den Funktionsblöcken herzustellen.

(3) Für die Masse der Komponenten sollten der Installationsort und die Installationsstärke berücksichtigt werden.Wärmeerzeugende Komponenten sollten getrennt von temperaturempfindlichen Komponenten platziert werden, und bei Bedarf sollten Wärmekonvektionsmaßnahmen in Betracht gezogen werden.

(4) I/O-Treibergeräte so nah wie möglich an der Seite der Leiterplatte, in der Nähe des Anschlusssteckers.

(5) Der Taktgenerator (z. B. Quarz oder Taktoszillator) muss so nah wie möglich an dem für die Uhr verwendeten Gerät sein.

(6) In jedem integrierten Schaltkreis muss zwischen dem Stromeingangspin und Masse ein Entkopplungskondensator hinzugefügt werden (im Allgemeinen wird die Hochfrequenzleistung des monolithischen Kondensators genutzt);Da der Platz auf der Platine dicht ist, können Sie auch einen Tantalkondensator um mehrere integrierte Schaltkreise herum anbringen.

(7) Die Relaisspule kann mit einer Entladediode (1N4148) versehen werden.

(8) Die Anforderungen an das Layout müssen ausgewogen, ordentlich, nicht kopflastig oder sinkend sein.

Besonderes Augenmerk sollte auf die Platzierung der Komponenten gelegt werden. Wir müssen die tatsächliche Größe der Komponenten (die belegte Fläche und Höhe), die relative Position zwischen den Komponenten berücksichtigen, um die elektrische Leistung der Platine sowie die Durchführbarkeit und Bequemlichkeit der Produktion sicherzustellen Bei der gleichzeitigen Installation sollte sichergestellt werden, dass sich die oben genannten Grundsätze in der Prämisse widerspiegeln, dass die Platzierung des Geräts entsprechend geändert wird, sodass es ordentlich und schön ist, z. B. dass dasselbe Gerät ordentlich und in derselben Richtung platziert werden kann.Kann nicht „gestaffelt“ platziert werden.

Da dieser Schritt mit dem Gesamtbild der Platine und der Schwierigkeit der nächsten Verkabelung zusammenhängt, sollte ein wenig Aufwand in Betracht gezogen werden.Wenn Sie die Platine auslegen, können Sie die Verkabelung für nicht ganz so sichere Stellen vorab vornehmen und diese vollständig berücksichtigen.

6: Verkabelung

Die Verkabelung ist der wichtigste Prozess im gesamten PCB-Design.Dies wirkt sich direkt auf die Leistung der Leiterplatte aus, egal ob sie gut oder schlecht ist.Im Entwurfsprozess der Leiterplatte gibt es für die Verkabelung im Allgemeinen drei Unterteilungsbereiche.

Erstens ist die Stoffdurchführung die grundlegendste Voraussetzung für das PCB-Design.Wenn die Leinen nicht durchgezogen sind, sodass überall eine Flugleine ist, handelt es sich sozusagen um ein minderwertiges Board, das nicht eingeführt wurde.

Als nächstes muss die elektrische Leistung erfüllt werden.Dies ist ein Maß dafür, ob eine Leiterplatte den Standards entspricht.Nachdem Sie das Tuch durchgezogen haben, passen Sie die Verkabelung sorgfältig an, damit die beste elektrische Leistung erzielt werden kann.

Dann kommt die Ästhetik.Wenn Ihre Verkabelung durchgeht, gibt es keinen Einfluss auf die elektrische Leistung des Ortes, aber ein Blick in die Vergangenheit ist unordentlich, bunt und blumig, selbst wenn Ihre elektrische Leistung wie gut ist, in den Augen anderer oder ein Stück Müll .Dies bringt große Unannehmlichkeiten beim Testen und bei der Wartung mit sich.Die Verkabelung sollte sauber und ordentlich sein und nicht ohne Regeln verkreuzt sein.Diese sollen die elektrische Leistung sicherstellen und weitere individuelle Anforderungen erfüllen, um den Fall zu erreichen, andernfalls heißt es, das Pferd von hinten aufzuzäumen.

Verkabelung nach folgenden Grundsätzen.

(1) Im Allgemeinen sollte die erste mit Strom- und Erdungsleitungen verkabelt werden, um die elektrische Leistung der Platine sicherzustellen.Versuchen Sie innerhalb der Grenzen der Bedingungen, die Breite der Stromversorgung und der Erdungsleitung zu verbreitern, vorzugsweise breiter als die Stromleitung. Ihr Verhältnis lautet: Erdungsleitung > Stromleitung > Signalleitung, normalerweise beträgt die Breite der Signalleitung 0,2 bis 0,3 mm (ca 8-12 mil), die dünnste Breite bis zu 0,05 ~ 0,07 mm (2-3 mil), die Stromleitung beträgt im Allgemeinen 1,2 ~ 2,5 mm (50-100 mil).100mil).Die Leiterplatte digitaler Schaltkreise kann verwendet werden, um einen Stromkreis aus breiten Erdungsdrähten zu bilden, d. h. um ein zu verwendendes Erdungsnetzwerk zu bilden (die Erdung analoger Schaltkreise kann auf diese Weise nicht verwendet werden).

(2) Bei der Vorverdrahtung müssen strengere Anforderungen an die Leitung gestellt werden (z. B. bei Hochfrequenzleitungen). Die eingangs- und ausgangsseitigen Leitungen sollten nicht parallel nebeneinander liegen, um keine reflektierten Störungen zu erzeugen.Bei Bedarf sollte eine Erdungsisolierung hinzugefügt werden, und die Verdrahtung zweier benachbarter Schichten sollte senkrecht zueinander und parallel verlaufen, um leicht eine parasitäre Kopplung zu erzeugen.

(3) Erdung des Oszillatorgehäuses, die Taktleitung sollte so kurz wie möglich sein und darf nicht überall hin geführt werden.Unten befindet sich die Taktoszillationsschaltung, ein spezieller Hochgeschwindigkeits-Logikschaltungsteil, der die Bodenfläche vergrößert, und andere Signalleitungen sollten nicht angeschlossen werden, damit das umgebende elektrische Feld auf Null tendiert.

(4) Verwenden Sie möglichst keine 90°-Faltung, sondern verwenden Sie möglichst eine 45°-Faltung, um die Strahlung hochfrequenter Signale zu reduzieren.(Hohe Anforderungen an die Linie verwenden auch Doppelbogenlinie)

(5) Signalleitungen dürfen keine Schleifen bilden, da dies unvermeidbar ist. Die Schleifen sollten so klein wie möglich sein.Signalleitungen sollten möglichst wenige Löcher aufweisen.

(6) Die Schlüsselleitung so kurz und dick wie möglich und auf beiden Seiten mit einer Schutzerde versehen.

(7) Durch die Flachkabelübertragung von empfindlichen Signalen und Rauschfeldbandsignalen wird der Weg „Masse – Signal – Masse“ zum Herausführen verwendet.

(8) Schlüsselsignale sollten Testpunkten vorbehalten sein, um Produktions- und Wartungstests zu erleichtern

(9) Nachdem die schematische Verkabelung abgeschlossen ist, sollte die Verkabelung optimiert werden.Gleichzeitig wird nach der korrekten anfänglichen Netzwerkprüfung und DRC-Prüfung der unverdrahtete Bereich für die Erdung mit einer großen Kupferschicht für die Erdung in der Leiterplatte an der Stelle, an der er nicht verwendet wird, mit der Erdung verbunden Boden.Oder erstellen Sie eine mehrschichtige Platine, bei der Strom und Masse jeweils eine Schicht belegen.

Anforderungen an den PCB-Verkabelungsprozess (können in den Regeln festgelegt werden)

(1) Linie

Im Allgemeinen beträgt die Breite der Signalleitung 0,3 mm (12 mil), die Breite der Stromleitung 0,77 mm (30 mil) oder 1,27 mm (50 mil);zwischen der Linie und der Linie und der Abstand zwischen der Linie und dem Pad größer oder gleich 0,33 mm (13 mil) ist, sollten bei der tatsächlichen Anwendung die Bedingungen berücksichtigt werden, wenn der Abstand vergrößert wird.

Die Verdrahtungsdichte ist hoch. Es kann in Betracht gezogen (jedoch nicht empfohlen) werden, IC-Pins zwischen den beiden Leitungen zu verwenden. Die Leitungsbreite beträgt 0,254 mm (10 mil) und der Leitungsabstand beträgt nicht weniger als 0,254 mm (10 mil).In besonderen Fällen, wenn die Gerätestifte dichter und schmaler sind, können die Leitungsbreite und der Leitungsabstand entsprechend reduziert werden.

(2) Lötpads (PAD)

Die Grundvoraussetzungen für Lötpad (PAD) und Übergangsloch (VIA) sind: Der Durchmesser der Scheibe muss größer als 0,6 mm sein;zum Beispiel Allzweck-Pin-Widerstände, Kondensatoren und integrierte Schaltkreise usw. mit der Scheiben-/Lochgröße 1,6 mm/0,8 mm (63 mil/32 mil), Sockel, Pins und Dioden 1N4007 usw. mit 1,8 mm/1,0 mm (71mil / 39mil).Praktische Anwendungen sollten anhand der tatsächlichen Größe der Komponenten ermittelt werden. Sofern verfügbar, kann es sinnvoll sein, die Größe des Pads zu erhöhen.

Die Montageöffnung für Komponenten auf der Leiterplatte sollte etwa 0,2 bis 0,4 mm (8 bis 16 mil) größer sein als die tatsächliche Größe der Komponentenstifte.

(3) Überloch (VIA)

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

Wenn die Verdrahtungsdichte hoch ist, kann die Größe des Überlochs entsprechend reduziert werden, sollte jedoch nicht zu klein sein; 1,0 mm/0,6 mm (40 mil/24 mil) können in Betracht gezogen werden.

(4) Die Abstandsanforderungen von Pad, Leitung und Vias

PAD und VIA: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PAD und PAD: ≥ 0,3 mm (12 mil)

PAD und TRACK: ≥ 0,3 mm (12 mil)

Spur und Spur: ≥ 0,3 mm (12 mil)

Bei höheren Dichten.

PAD und VIA: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PAD und PAD: ≥ 0,254 mm (10 mil)

PAD und SCHIENE: ≥ 0,254 mm (10 mil)

Spur und Spur: ≥ 0,254 mm (10 mil)

7: Verdrahtungsoptimierung und Siebdruck

„Es gibt nicht das Beste, nur das Bessere“!Ganz gleich, wie intensiv Sie sich mit dem Entwurf befassen: Wenn Sie mit dem Zeichnen fertig sind und einen Blick darauf werfen, werden Sie immer noch das Gefühl haben, dass viele Stellen geändert werden können.Die allgemeine Konstruktionserfahrung zeigt, dass die Optimierung der Verkabelung doppelt so lange dauert wie die Erstverkabelung.Wenn Sie das Gefühl haben, dass es keinen Platz zum Modifizieren gibt, können Sie Kupfer verlegen.Bei der Kupferverlegung handelt es sich im Allgemeinen um eine Erdung (achten Sie auf die Trennung von analoger und digitaler Erdung). Mehrschichtige Platinen müssen möglicherweise auch mit Strom versorgt werden.Achten Sie beim Siebdruck darauf, dass Sie nicht durch das Gerät blockiert oder durch das Überloch und das Pad entfernt werden.Gleichzeitig sieht das Design direkt auf der Komponentenseite aus, und das Wort auf der unteren Ebene sollte spiegelbildlich verarbeitet werden, um die Ebene nicht zu verwechseln.

8: Netzwerk-, DRC- und Strukturprüfung

Ausgehend von der Lichtzeichnung muss in der Regel überprüft werden, dass jedes Unternehmen seine eigene Checkliste hat, einschließlich der Prinzipien, des Designs, der Produktion und anderer Aspekte der Anforderungen.Im Folgenden finden Sie eine Einführung in die beiden wichtigsten Prüffunktionen der Software.

9: Lichtmalerei ausgeben

Vor der Ausgabe der Lichtzeichnung müssen Sie sicherstellen, dass es sich bei dem Furnier um die neueste Version handelt, die fertiggestellt wurde und den Designanforderungen entspricht.Die Ausgabedateien für die Lichtzeichnung werden von der Leiterplattenfabrik zur Herstellung der Leiterplatte, der Schablonenfabrik zur Herstellung der Schablone, der Schweißfabrik zur Herstellung der Prozessdateien usw. verwendet.

Die Ausgabedateien sind (am Beispiel einer vierschichtigen Platine):

1).Verdrahtungsschicht: Bezieht sich auf die herkömmliche Signalschicht, hauptsächlich Verkabelung.

Mit den Namen L1, L2, L3, L4, wobei L die Schicht der Ausrichtungsschicht darstellt.

2).Siebdruckschicht: Bezieht sich auf die Designdatei für die Verarbeitung von Siebdruckinformationen in der Ebene. In der Regel befinden sich auf der oberen und unteren Schicht Geräte oder Logos. Es gibt einen Siebdruck auf der oberen Schicht und einen Siebdruck auf der unteren Schicht.

Benennung: Die oberste Ebene heißt SILK_TOP;Die unterste Ebene heißt SILK_BOTTOM .

3).Lötstoppschicht: bezieht sich auf die Schicht in der Designdatei, die Verarbeitungsinformationen für die grüne Ölbeschichtung bereitstellt.

Benennung: Die oberste Ebene trägt den Namen SOLD_TOP;Die unterste Ebene heißt SOLD_BOTTOM.

4).Schablonenschicht: bezieht sich auf die Ebene in der Designdatei, die Verarbeitungsinformationen für die Lotpastenbeschichtung bereitstellt.Wenn sich sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Schicht SMD-Geräte befinden, gibt es normalerweise eine obere Schablonenschicht und eine untere Schablonenschicht.

Benennung: Die oberste Ebene heißt PASTE_TOP;Die unterste Ebene heißt PASTE_BOTTOM.

5).Bohrschicht (enthält 2 Dateien, NC DRILL CNC-Bohrdatei und DRILL DRAWING Bohrzeichnung)

mit den Namen NC DRILL bzw. DRILL DRAWING.

10: Überprüfung der Lichtzeichnung

Nach der Ausgabe der Lichtzeichnung zur Überprüfung der Lichtzeichnung, dem Cam350-Unterbrechungs- und Kurzschlusstest und anderen Aspekten der Überprüfung vor dem Senden an die Platinenfabrikplatine muss später auch auf die Platinentechnik und Problemreaktion geachtet werden.

11: Informationen zur Leiterplatte(Informationen zur Gerber-Lichtmalerei + Anforderungen an die Leiterplatte + Diagramm der Montageplatine)

12: EQ-Bestätigung der Leiterplatten-Fabriktechnik(Board-Engineering und Problemantwort)

13: PCBA-Platzierungsdatenausgabe(Schabloneninformationen, Platzierungsbitnummernkarte, Komponentenkoordinatendatei)

Hier ist der gesamte Arbeitsablauf eines Projekt-PCB-Designs abgeschlossen

Das PCB-Design ist eine sehr detaillierte Arbeit, daher sollte das Design äußerst sorgfältig und geduldig sein und alle Aspekte der Faktoren vollständig berücksichtigen, einschließlich des Designs, um die Produktion, Montage und Verarbeitung zu berücksichtigen und später die Wartung und andere Probleme zu erleichtern.Darüber hinaus führt die Gestaltung einiger guter Arbeitsgewohnheiten zu einem vernünftigeren, effizienteren Design, einer einfacheren Produktion und einer besseren Leistung.Gutes Design, das in Alltagsprodukten zum Einsatz kommt, gibt den Verbrauchern auch mehr Sicherheit und Vertrauen.