Proses desain PCB

Proses desain dasar PCB secara umum adalah sebagai berikut:

Pra-persiapan → Desain struktur PCB → panduan tabel jaringan → pengaturan aturan → tata letak PCB → pengkabelan → optimalisasi pengkabelan dan sablon → pemeriksaan dan struktur jaringan dan DRC → pengecatan cahaya keluaran → tinjauan pengecatan cahaya → informasi produksi / pengambilan sampel papan PCB → PCB konfirmasi EQ teknik pabrik papan → keluaran informasi SMD → penyelesaian proyek.

1: Pra-persiapan

Ini termasuk persiapan pustaka paket dan skema.Sebelum mendesain PCB, siapkan terlebih dahulu skema paket logika SCH dan pustaka paket PCB.Pustaka paket PADS dilengkapi dengan pustakanya, tetapi secara umum sulit untuk menemukan pustaka yang tepat, yang terbaik adalah membuat pustaka paket Anda sendiri berdasarkan informasi ukuran standar perangkat yang dipilih.Pada prinsipnya, pertama-tama lakukan pustaka paket PCB, lalu lakukan paket logika SCH.Pustaka paket PCB lebih menuntut, secara langsung mempengaruhi pemasangan papan;Persyaratan paket logika SCH relatif longgar, selama Anda memperhatikan definisi properti pin yang baik dan korespondensi dengan paket PCB di telepon.PS: perhatikan perpustakaan standar pin tersembunyi.Setelah itu desain skemanya, siap untuk mulai melakukan desain PCB.

2: desain struktur PCB

Langkah ini sesuai dengan ukuran papan dan posisi mekanis yang telah ditentukan, lingkungan desain PCB untuk menggambar permukaan papan PCB, dan persyaratan posisi untuk penempatan konektor yang diperlukan, kunci / sakelar, lubang sekrup, lubang perakitan, dll. Dan pertimbangkan sepenuhnya dan tentukan area pengkabelan dan area non-pengkabelan (seperti seberapa banyak di sekitar lubang sekrup yang termasuk dalam area non-pengkabelan).

3: Pandu netlist

Disarankan untuk mengimpor rangka papan sebelum mengimpor netlist.Impor bingkai papan format DXF atau bingkai papan format emn.

4: Penetapan aturan

Menurut desain PCB spesifik dapat diatur aturan yang masuk akal, yang kita bicarakan adalah aturan yang merupakan manajer batasan PADS, melalui manajer batasan di setiap bagian proses desain untuk batasan lebar garis dan jarak aman, tidak memenuhi batasan deteksi DRC selanjutnya, akan ditandai dengan DRC Marker.

Pengaturan aturan umum ditempatkan sebelum tata letak karena terkadang beberapa pekerjaan fanout harus diselesaikan selama tata letak, sehingga aturan harus ditetapkan sebelum fanout, dan ketika proyek desain lebih besar, desain dapat diselesaikan dengan lebih efisien.

Catatan: Aturan ditetapkan untuk menyelesaikan desain dengan lebih baik dan lebih cepat, dengan kata lain untuk memudahkan desainer.

Pengaturan regulernya adalah.

1. Lebar garis/jarak garis default untuk sinyal umum.

2. Pilih dan atur lubang berlebih

3. Pengaturan lebar dan warna garis untuk sinyal penting dan catu daya.

4. pengaturan lapisan papan.

5: tata letak PCB

Tata letak umum menurut prinsip-prinsip berikut.

(1) Menurut sifat listrik dari partisi yang masuk akal, umumnya dibagi menjadi: area rangkaian digital (yaitu, takut akan interferensi, tetapi juga menghasilkan interferensi), area sirkuit analog (takut akan interferensi), area penggerak daya (sumber interferensi ).

(2) untuk menyelesaikan fungsi sirkuit yang sama, harus ditempatkan sedekat mungkin, dan menyesuaikan komponen untuk memastikan koneksi yang paling ringkas;pada saat yang sama, sesuaikan posisi relatif antar blok fungsional untuk membuat koneksi paling ringkas antar blok fungsional.

(3) Untuk massa komponen harus mempertimbangkan lokasi pemasangan dan kekuatan pemasangan;komponen penghasil panas harus ditempatkan terpisah dari komponen yang sensitif terhadap suhu, dan tindakan konveksi termal harus dipertimbangkan bila diperlukan.

(4) Perangkat driver I/O sedekat mungkin dengan sisi papan cetak, dekat dengan konektor lead-in.

(5) generator jam (seperti: kristal atau osilator jam) harus sedekat mungkin dengan perangkat yang digunakan untuk jam tersebut.

(6) di setiap sirkuit terpadu antara pin input daya dan ground, Anda perlu menambahkan kapasitor decoupling (umumnya menggunakan kinerja frekuensi tinggi dari kapasitor monolitik);ruang papan padat, Anda juga dapat menambahkan kapasitor tantalum di sekitar beberapa sirkuit terpadu.

(7) koil relai untuk menambahkan dioda pelepasan (kaleng 1N4148).

(8) Syarat tata letak harus seimbang, teratur, tidak berat kepala atau tenggelam.

Perhatian khusus harus diberikan pada penempatan komponen, kita harus mempertimbangkan ukuran sebenarnya dari komponen (luas dan tinggi yang ditempati), posisi relatif antar komponen untuk memastikan kinerja kelistrikan papan dan kelayakan serta kenyamanan produksi dan pemasangan pada saat yang sama, harus memastikan bahwa prinsip-prinsip di atas dapat tercermin dalam premis modifikasi yang tepat pada penempatan perangkat, sehingga rapi dan indah, seperti perangkat yang sama ditempatkan dengan rapi, pada arah yang sama.Tidak bisa ditempatkan secara “terhuyung”.

Langkah ini terkait dengan gambaran keseluruhan papan dan kesulitan pemasangan kabel berikutnya, jadi sedikit usaha harus dipertimbangkan.Saat meletakkan papan, Anda dapat membuat pengkabelan awal untuk tempat-tempat yang tidak begitu pasti, dan mempertimbangkannya sepenuhnya.

6: Pengkabelan

Pengkabelan adalah proses terpenting dalam keseluruhan desain PCB.Hal ini secara langsung akan mempengaruhi kinerja papan PCB baik atau buruknya.Dalam proses desain PCB, pengkabelan umumnya memiliki tiga bidang pembagian.

Yang pertama adalah kain tembus, yang merupakan persyaratan paling dasar untuk desain PCB.Jika garis-garisnya tidak dipasang, sehingga di mana-mana ada garis terbang, itu akan menjadi papan di bawah standar, bisa dikatakan, belum diperkenalkan.

Berikutnya adalah kinerja kelistrikan yang harus dipenuhi.Ini adalah ukuran apakah sebuah papan sirkuit cetak memenuhi standar.Ini setelah kain melewatinya, sesuaikan kabel dengan hati-hati, sehingga dapat mencapai kinerja kelistrikan terbaik.

Lalu datanglah estetika.Jika kabel Anda tembus, tidak ada yang mempengaruhi kinerja kelistrikan di tempat itu, tapi sekilas ke masa lalu yang tidak teratur, ditambah warna-warni, berbunga-bunga, meskipun kinerja kelistrikan Anda seberapa bagus, di mata orang lain atau sepotong sampah .Hal ini membawa ketidaknyamanan besar pada pengujian dan pemeliharaan.Pengkabelan harus rapi dan rapi, tidak bersilangan tanpa aturan.Ini untuk memastikan kinerja kelistrikan dan memenuhi persyaratan individu lainnya untuk mencapai tujuan tersebut, jika tidak maka akan menempatkan kereta di depan kudanya.

Pengkabelan sesuai dengan prinsip-prinsip berikut.

(1) Secara umum, yang pertama harus dihubungkan dengan kabel listrik dan kabel ground untuk memastikan kinerja kelistrikan papan.Dalam batas kondisi, cobalah untuk memperluas catu daya, lebar saluran tanah, sebaiknya lebih lebar dari saluran listrik, hubungannya adalah: saluran tanah > saluran listrik > saluran sinyal, biasanya lebar saluran sinyal: 0,2 ~ 0,3 mm (kira-kira 8-12mil), lebar tertipis hingga 0,05 ~ 0,07mm (2-3mil), saluran listrik umumnya 1,2 ~ 2,5mm (50-100mil).100 juta).PCB rangkaian digital dapat digunakan untuk membentuk rangkaian kabel ground lebar, yaitu membentuk jaringan ground untuk digunakan (rangkaian analog ground tidak dapat digunakan dengan cara ini).

(2) pra-pengkabelan dari persyaratan saluran yang lebih ketat (seperti saluran frekuensi tinggi), saluran samping masukan dan keluaran harus dihindari berdekatan secara paralel, agar tidak menghasilkan interferensi yang dipantulkan.Jika perlu, isolasi tanah harus ditambahkan, dan perkabelan dari dua lapisan yang berdekatan harus tegak lurus satu sama lain, sejajar agar mudah menghasilkan sambungan parasit.

(3) grounding cangkang osilator, garis jam harus sependek mungkin, dan tidak dapat diarahkan kemana-mana.Rangkaian osilasi jam di bawah ini, bagian rangkaian logika berkecepatan tinggi khusus untuk menambah luas tanah, dan tidak boleh melewati jalur sinyal lain yang membuat medan listrik disekitarnya cenderung nol;.

(4) sedapat mungkin menggunakan kabel lipat 45°, jangan gunakan kabel lipat 90°, untuk mengurangi radiasi sinyal frekuensi tinggi;(persyaratan garis yang tinggi juga menggunakan garis busur ganda)

(5) garis sinyal apa pun tidak membentuk loop, seperti yang tidak dapat dihindari, loop harus sekecil mungkin;garis sinyal harus memiliki lubang sesedikit mungkin.

(6) garis kunci sependek dan setebal mungkin, dan di kedua sisinya dengan tanah pelindung.

(7) melalui transmisi kabel datar sinyal sensitif dan sinyal pita medan kebisingan, untuk menggunakan cara “tanah – sinyal – tanah” untuk memimpin.

(8) Sinyal kunci harus disediakan untuk titik pengujian untuk memfasilitasi pengujian produksi dan pemeliharaan

(9) Setelah pengkabelan skema selesai, pengkabelan harus dioptimalkan;pada saat yang sama, setelah pemeriksaan jaringan awal dan pemeriksaan DRC sudah benar, area tanpa kabel untuk pengisian arde, dengan lapisan tembaga yang luas untuk arde, di papan sirkuit tercetak tidak digunakan pada tempat yang terhubung ke arde sebagai tanah.Atau buat papan multilayer, daya dan ground masing-masing menempati satu lapisan.

Persyaratan proses pengkabelan PCB (dapat diatur dalam aturan)

(1) Garis

Secara umum, lebar saluran sinyal 0,3mm (12mil), lebar saluran listrik 0,77mm (30mil) atau 1,27mm (50mil);antara garis dan garis dan jarak antara garis dan bantalan lebih besar dari atau sama dengan 0,33mm (13mil), penerapan sebenarnya, kondisi harus dipertimbangkan ketika jarak ditingkatkan.

Kepadatan kabel tinggi, dapat dipertimbangkan (tetapi tidak disarankan) untuk menggunakan pin IC antara dua garis, lebar garis 0,254mm (10mil), jarak garis tidak kurang dari 0,254mm (10mil).Dalam kasus khusus, ketika pin perangkat lebih padat dan lebarnya lebih sempit, lebar garis dan spasi garis dapat dikurangi sesuai kebutuhan.

(2) Bantalan solder (PAD)

Persyaratan dasar bantalan solder (PAD) dan lubang transisi (VIA) adalah: diameter cakram lebih besar dari diameter lubang 0,6 mm;misalnya pin resistor untuk keperluan umum, kapasitor dan sirkuit terpadu, dll., menggunakan disk / lubang ukuran 1.6mm / 0.8mm (63mil / 32mil), soket, pin dan dioda 1N4007, dll., menggunakan 1.8mm / 1.0mm (71 juta / 39 juta).Aplikasi praktis, harus didasarkan pada ukuran sebenarnya dari komponen untuk menentukan, bila tersedia, dapat sesuai untuk menambah ukuran pad.

Bukaan pemasangan komponen desain papan PCB harus lebih besar dari ukuran sebenarnya pin komponen 0,2 ~ 0,4mm (8-16mil) atau lebih.

(3) lubang berlebih (VIA)

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

Ketika kepadatan kabel tinggi, ukuran lubang berlebih dapat dikurangi dengan tepat, namun tidak boleh terlalu kecil, 1,0mm/0,6mm (40mil/24mil) dapat dipertimbangkan.

(4) Persyaratan jarak pada pad, jalur dan vias

PAD dan VIA : ≥ 0,3mm (12mil)

PAD dan PAD : ≥ 0,3 mm (12mil)

PAD dan TRACK : ≥ 0,3mm (12mil)

JALUR dan JALUR : ≥ 0,3mm (12mil)

Pada kepadatan yang lebih tinggi.

PAD dan VIA : ≥ 0,254mm (10mil)

PAD dan PAD : ≥ 0,254mm (10mil)

PAD dan TRACK : ≥ 0,254mm (10mil)

JALUR dan JALUR : ≥ 0,254mm (10mil)

7: Pengoptimalan kabel dan silkscreen

“Tidak ada yang terbaik, yang ada hanya lebih baik”!Tidak peduli seberapa dalam Anda menggali desainnya, setelah Anda selesai menggambar, lalu melihatnya, Anda tetap akan merasa bahwa banyak tempat yang dapat dimodifikasi.Pengalaman desain secara umum adalah diperlukan waktu dua kali lebih lama untuk mengoptimalkan pengkabelan dibandingkan dengan melakukan pengkabelan awal.Setelah dirasa tidak ada tempat untuk memodifikasi, Anda bisa meletakkan tembaga.Peletakan tembaga umumnya meletakkan tanah (perhatikan pemisahan tanah analog dan digital), papan multi-layer mungkin juga perlu meletakkan daya.Saat menggunakan silkscreen, berhati-hatilah agar tidak terhalang oleh perangkat atau terlepas oleh lubang berlebih dan bantalan.Pada saat yang sama, desainnya terlihat tepat di sisi komponen, kata di lapisan bawah harus dibuat pemrosesan gambar cermin, agar tidak membingungkan levelnya.

8: Jaringan, pemeriksaan DRC dan pemeriksaan struktur

Dari gambar ringan sebelumnya, umumnya perlu dilakukan pengecekan, setiap perusahaan akan memiliki Daftar Periksa sendiri, termasuk prinsip, desain, produksi dan aspek persyaratan lainnya.Berikut ini adalah pengenalan dari dua fungsi pemeriksaan utama yang disediakan oleh perangkat lunak.

9: Keluaran lukisan cahaya

Sebelum keluaran gambar ringan, Anda perlu memastikan bahwa veneer adalah versi terbaru yang telah selesai dibuat dan memenuhi persyaratan desain.File keluaran gambar cahaya digunakan untuk pabrik papan untuk membuat papan, pabrik stensil untuk membuat stensil, pabrik pengelasan untuk membuat file proses, dll.

File keluarannya adalah (mengambil papan empat lapis sebagai contoh)

1).Lapisan kabel: mengacu pada lapisan sinyal konvensional, terutama kabel.

Dinamakan L1,L2,L3,L4 , dimana L mewakili lapisan lapisan penyelarasan.

2).Lapisan layar sutra: mengacu pada file desain untuk pemrosesan informasi penyaringan sutra di tingkat tersebut, biasanya lapisan atas dan bawah memiliki perangkat atau kotak logo, akan ada penyaringan sutra lapisan atas dan penyaringan sutra lapisan bawah.

Penamaan: Lapisan paling atas diberi nama SILK_TOP ;lapisan paling bawah diberi nama SILK_BOTTOM .

3).Lapisan penahan solder: mengacu pada lapisan dalam file desain yang menyediakan informasi pemrosesan untuk lapisan minyak hijau.

Penamaan: Lapisan paling atas diberi nama SOLD_TOP;lapisan paling bawah diberi nama SOLD_BOTTOM.

4).Lapisan stensil: mengacu pada level dalam file desain yang menyediakan informasi pemrosesan untuk lapisan pasta solder.Biasanya, jika terdapat perangkat SMD di lapisan atas dan bawah, akan ada lapisan atas stensil dan lapisan bawah stensil.

Penamaan: Lapisan paling atas diberi nama PASTE_TOP ;lapisan paling bawah diberi nama PASTE_BOTTOM.

5).Lapisan bor (berisi 2 file, file pengeboran NC DRILL CNC dan gambar pengeboran DRILL DRAWING)

masing-masing diberi nama NC DRILL dan DRILL GAMBAR.

10: Ulasan gambar ringan

Setelah keluaran gambar cahaya ke tinjauan gambar cahaya, Cam350 terbuka dan korsleting serta aspek lain dari pemeriksaan sebelum dikirim ke papan pabrik papan, nantinya juga perlu memperhatikan rekayasa papan dan respons masalah.

11: informasi papan PCB(Informasi pengecatan ringan Gerber + persyaratan papan PCB + diagram papan perakitan)

12: Konfirmasi EQ rekayasa pabrik papan PCB(rekayasa papan dan balasan masalah)

13: keluaran data penempatan PCBA(informasi stensil, peta nomor bit penempatan, file koordinat komponen)

Di sini semua alur kerja desain proyek PCB selesai

Desain PCB adalah pekerjaan yang sangat detail, jadi desainnya harus sangat hati-hati dan sabar, sepenuhnya mempertimbangkan semua aspek faktor, termasuk desain untuk memperhitungkan produksi perakitan dan pemrosesan, dan kemudian untuk memfasilitasi pemeliharaan dan masalah lainnya.Selain itu, desain beberapa kebiasaan kerja yang baik akan membuat desain Anda lebih masuk akal, desain lebih efisien, produksi lebih mudah, dan kinerja lebih baik.Desain yang bagus digunakan pada produk sehari-hari, konsumen juga akan lebih yakin dan percaya.