Процесс проектирования печатной платы

Общий базовый процесс проектирования печатной платы выглядит следующим образом:

Предварительная подготовка → Проектирование структуры печатной платы → Таблица направляющих сетей → Настройка правил → Компоновка печатной платы → Монтаж проводов → Оптимизация проводки и трафаретная печать → Проверка сети и DRC и проверка структуры → Окрашивание выходным светом → Обзор светового окрашивания → Информация о производстве/выборке печатной платы → Печатная плата подтверждение заводского проектирования EQ → вывод информации SMD → завершение проекта.

1: Предварительная подготовка

Это включает в себя подготовку библиотеки пакетов и схем.Перед проектированием печатной платы сначала подготовьте схематический пакет логики SCH и библиотеку пакетов печатной платы.Библиотека пакетов PADS может идти в комплекте с библиотекой, но в целом найти подходящую сложно, лучше всего создать собственную библиотеку пакетов на основе информации о стандартном размере выбранного устройства.В принципе, сначала сделайте библиотеку пакета печатной платы, а затем пакет логики SCH.Библиотека пакетов печатных плат более требовательна, она напрямую влияет на установку платы;Требования к пакету логики SCH относительно свободны, если вы обращаете внимание на определение хороших свойств выводов и соответствие корпусу печатной платы на линии.PS: обратите внимание на стандартную библиотеку скрытых пинов.После этого создается схема, и можно приступить к проектированию печатной платы.

2: Конструкция структуры печатной платы

На этом этапе определяется размер платы и механическое расположение, среда проектирования печатной платы для рисования поверхности печатной платы, а также требования к расположению необходимых разъемов, ключей/переключателей, отверстий для винтов, монтажных отверстий и т. д. И полностью рассмотрите и определите зону проводки и зону без проводки (например, сколько вокруг отверстия для винта принадлежит зоне без проводки).

3: Ведение списка соединений

Рекомендуется импортировать рамку платы перед импортом списка соединений.Импортируйте рамку платы формата DXF или рамку платы формата emn.

4: Установка правил

В соответствии с конкретной конструкцией печатной платы можно установить разумное правило, мы говорим о правилах, это менеджер ограничений PADS, через менеджер ограничений в любой части процесса проектирования для ограничений ширины линии и безопасного расстояния, не соответствует ограничениям. последующего обнаружения DRC, будут отмечены маркерами DRC.

Общие настройки правил размещаются перед макетом, потому что иногда во время макета необходимо выполнить некоторые работы по разветвлению, поэтому правила необходимо устанавливать до разветвления, а когда дизайн-проект больше, проектирование можно выполнить более эффективно.

Примечание. Правила созданы для того, чтобы лучше и быстрее завершить проектирование, другими словами, для облегчения работы дизайнера.

Штатные настройки есть.

1. Ширина линии/межстрочный интервал по умолчанию для обычных сигналов.

2. Выберите и установите отверстие над отверстием.

3. Ширина линии и настройки цвета для важных сигналов и источников питания.

4. Настройки слоя платы.

5: Расположение печатной платы

Общая компоновка выполнена по следующим принципам.

(1) В соответствии с электрическими свойствами разумного перегородки, как правило, делятся на: область цифровой цепи (то есть боязнь помех, но также создает помехи), область аналоговой цепи (боязнь помех), область силового привода (источники помех). ).

(2) для выполнения той же функции схемы следует разместить ее как можно ближе и отрегулировать компоненты, чтобы обеспечить наиболее лаконичное соединение;в то же время отрегулируйте относительное положение между функциональными блоками, чтобы обеспечить наиболее краткую связь между функциональными блоками.

(3) При выборе массы компонентов следует учитывать место установки и прочность установки;компоненты, выделяющие тепло, следует размещать отдельно от компонентов, чувствительных к температуре, и при необходимости следует учитывать меры по обеспечению тепловой конвекции.

(4) Устройства драйвера ввода-вывода расположены как можно ближе к печатной плате, рядом с входным разъемом.

(5) тактовый генератор (например, кварцевый или тактовый генератор) должен быть как можно ближе к устройству, используемому для часов.

(6) в каждую интегральную схему между контактом входного питания и землей необходимо добавить развязывающий конденсатор (обычно с использованием высокочастотного монолитного конденсатора);Место на плате плотное, вы также можете добавить танталовый конденсатор вокруг нескольких интегральных схем.

(7) к катушке реле добавить разрядный диод (можно 1N4148).

(8) требования к планировке должны быть сбалансированными, упорядоченными, не тяжелыми для головы и не раковиной.

Особое внимание следует уделить размещению компонентов, мы должны учитывать фактический размер компонентов (занимаемую площадь и высоту), взаимное расположение между компонентами, чтобы обеспечить электрические характеристики платы, а также возможность и удобство производства и В то же время установка должна гарантировать, что вышеуказанные принципы могут быть отражены в предпосылке соответствующих изменений в размещении устройства, чтобы оно было аккуратным и красивым, например, одно и то же устройство должно быть аккуратно размещено в одном и том же направлении.Нельзя размещать в «в шахматном порядке».

Этот шаг связан с общим имиджем платы и сложностью следующей разводки, поэтому следует приложить немного усилий.При раскладке платы можно сделать предварительную разводку для мест, в которых не так уверены, и уделить этому всестороннее внимание.

6: Проводка

Монтаж проводов — наиболее важный процесс при проектировании печатной платы.Это напрямую повлияет на производительность печатной платы, хорошую или плохую.В процессе проектирования печатной платы проводка обычно имеет три области разделения.

Во-первых, это сквозная ткань, которая является основным требованием к проектированию печатной платы.Если стропы не проложены так, чтобы везде была летящая стропа, то это будет некачественная доска, так сказать, не внедренная.

Следующее — электрические характеристики, которым необходимо соответствовать.Это мера того, соответствует ли печатная плата стандартам.После того, как ткань протянута, тщательно отрегулируйте проводку, чтобы обеспечить наилучшие электрические характеристики.

Затем идет эстетика.Если ваша проводка прошла, ничто не повлияет на электрические характеристики места, кроме взгляда на прошлое, беспорядочного, красочного, цветочного, что даже если ваши электрические характеристики хороши, в глазах других или кусок мусора .Это доставляет большие неудобства при тестировании и обслуживании.Проводка должна быть аккуратной и аккуратной, не перекрещенной без правил.Они предназначены для обеспечения электрических характеристик и удовлетворения других индивидуальных требований для достижения цели, в противном случае телегу нужно поставить впереди лошади.

Проводка производится по следующим принципам.

(1) Как правило, первая должна быть подключена к линиям питания и заземления, чтобы обеспечить электрические характеристики платы.В пределах условий постарайтесь расширить источник питания, ширину линии заземления, желательно шире, чем линия электропередачи, их соотношение следующее: линия заземления> линия питания> сигнальная линия, обычно ширина сигнальной линии: 0,2 ~ 0,3 мм (около 8-12 мил), самая тонкая ширина до 0,05 ~ 0,07 мм (2-3 мил), линия электропередачи обычно составляет 1,2 ~ 2,5 мм (50-100 мил).100 мил).Печатная плата цифровых схем может использоваться для формирования цепи широких заземляющих проводов, то есть для формирования используемой заземляющей сети (заземление аналоговой цепи таким образом использовать нельзя).

(2) предварительная проводка линии с более строгими требованиями (например, высокочастотные линии), входные и выходные боковые линии следует избегать рядом с параллельными, чтобы не создавать отраженных помех.При необходимости следует добавить изоляцию заземления, а проводку двух соседних слоев следует расположить перпендикулярно друг другу, параллельно, чтобы можно было легко создать паразитную связь.

(3) заземление корпуса генератора, тактовая линия должна быть как можно короче и не может проводиться повсюду.Схема тактовых колебаний ниже, специальная часть высокоскоростной логической схемы для увеличения площади земли, и не должна идти по другим сигнальным линиям, чтобы окружающее электрическое поле стремилось к нулю ;.

(4) насколько это возможно, используя проводку с углом 45 °, не используйте сгиб 90 °, чтобы уменьшить излучение высокочастотных сигналов;(при высоких требованиях к линии также используется линия с двойной дугой)

(5) любые сигнальные линии не образуют петель, что неизбежно, петли должны быть как можно меньше;сигнальные линии должны иметь как можно меньше отверстий.

(6) линия ключа должна быть максимально короткой и толстой, с защитным заземлением с обеих сторон.

(7) через плоский кабель передачи чувствительных сигналов и сигнала шумового поля, чтобы использовать способ вывода «земля – сигнал – земля».

(8) Ключевые сигналы должны быть зарезервированы для контрольных точек, чтобы облегчить тестирование при производстве и техническом обслуживании.

(9) После завершения схематического подключения проводку следует оптимизировать;В то же время, после первоначальной проверки сети и проверки правильности DRC, неподключенная область для заземления, с большой площадью медного слоя для заземления, на печатной плате не используется на месте, подключаются к земле, как земля.Или сделать многослойную плату, где питание и земля занимают каждый слой.

Требования к процессу разводки печатной платы (могут быть установлены в правилах)

(1) Линия

Как правило, ширина сигнальной линии составляет 0,3 мм (12 мил), ширина линии электропередачи 0,77 мм (30 мил) или 1,27 мм (50 мил);между линией и линией, а расстояние между линией и площадкой больше или равно 0,33 мм (13 мил), при фактическом применении следует учитывать условия при увеличении расстояния.

Плотность проводки высокая, можно рассмотреть (но не рекомендуется) использовать контакты IC между двумя линиями, ширина линии 0,254 мм (10 мил), расстояние между линиями не менее 0,254 мм (10 мил).В особых случаях, когда контакты устройства более плотные и узкие, ширину линии и межстрочный интервал можно уменьшить соответствующим образом.

(2) Контактные площадки (PAD)

Паяльная площадка (PAD) и переходное отверстие (VIA). Основные требования: диаметр диска должен превышать диаметр отверстия более 0,6 мм;например, штыревые резисторы общего назначения, конденсаторы, интегральные схемы и т. д., используя размер диска/отверстия 1,6 мм/0,8 мм (63 мил/32 мил), гнезда, контакты и диоды 1N4007 и т. д., используя 1,8 мм/1,0 мм. (71мил / 39мил).Практическое применение должно основываться на фактическом размере компонентов, чтобы определить, при их наличии, целесообразно ли увеличить размер площадки.

Монтажное отверстие компонента конструкции печатной платы должно быть больше фактического размера контактов компонента на 0,2 ~ 0,4 мм (8-16 мил) или около того.

(3) над отверстием (VIA)

Обычно 1,27 мм/0,7 мм (50 мил/28 мил).

При высокой плотности проводки размер отверстия можно соответствующим образом уменьшить, но он не должен быть слишком маленьким, можно рассмотреть вариант 1,0 мм/0,6 мм (40/24 мил).

(4) Требования к расстоянию между контактными площадками, линиями и переходными отверстиями.

PAD и VIA: ≥ 0,3 мм (12 мил)

PAD и PAD: ≥ 0,3 мм (12 мил)

PAD и TRACK: ≥ 0,3 мм (12 мил)

TRACK и TRACK: ≥ 0,3 мм (12 мил)

При более высоких плотностях.

PAD и VIA: ≥ 0,254 мм (10 мил)

PAD и PAD: ≥ 0,254 мм (10 мил)

ПОДКЛАДКА и ГУСЕНИЦА: ≥ 0,254 мм (10 мил)

TRACK и TRACK: ≥ 0,254 мм (10 мил)

7: Оптимизация проводки и шелкография

«Нет лучшего, есть только лучшее»!Сколько бы вы ни копались в дизайне, когда закончите рисовать, а потом пойдете смотреть, вы все равно почувствуете, что многие места можно изменить.Общий опыт проектирования показывает, что на оптимизацию проводки уходит в два раза больше времени, чем на первоначальную проводку.Почувствовав, что дорабатывать негде, можно прокладывать медь.Медная прокладка, как правило, заземляет (обратите внимание на разделение аналоговой и цифровой земли), многослойная плата также может нуждаться в прокладке питания.При использовании шелкографии будьте осторожны, чтобы устройство не заблокировало ее и не удалило через отверстие и подушечку.При этом дизайн смотрит прямо на сторону компонента, слово на нижнем слое должно быть обработано зеркально, чтобы не перепутать уровень.

8: Сеть, проверка DRC и проверка структуры

Из легкого рисунка, как правило, необходимо проверить, каждая компания будет иметь свой собственный контрольный список, включая принцип, дизайн, производство и другие аспекты требований.Ниже приводится описание двух основных функций проверки, предоставляемых программным обеспечением.

9: Выходной световой рисунок

Перед выводом светового чертежа необходимо убедиться, что шпон является последней завершенной версией и соответствует требованиям дизайна.Выходные файлы светового рисунка используются на фабрике по производству плат, на фабрике по изготовлению трафаретов для изготовления трафаретов, на сварочной фабрике для изготовления файлов процесса и т. д.

Выходные файлы (на примере четырехслойной платы):

1).Уровень проводки: относится к обычному сигнальному уровню, в основном к проводке.

Названы L1,L2,L3,L4, где L представляет собой слой выравнивающего слоя.

2).Слой шелкографии: относится к файлу дизайна для обработки информации шелкографии на уровне. Обычно верхний и нижний слои имеют устройства или корпус с логотипом, будет шелкография верхнего слоя и шелкография нижнего слоя.

Именование: верхний слой называется SILK_TOP;нижний слой называется SILK_BOTTOM.

3).Слой паяльного резиста: относится к слою в файле проекта, который предоставляет информацию об обработке зеленого масляного покрытия.

Именование: верхний слой называется SOLD_TOP;нижний слой называется SOLD_BOTTOM.

4).Слой трафарета: относится к уровню в файле проекта, который предоставляет информацию об обработке для покрытия паяльной пастой.Обычно в случае наличия устройств SMD как на верхнем, так и на нижнем слоях, будет верхний слой трафарета и нижний слой трафарета.

Именование: верхний слой называется PASTE_TOP;нижний слой называется PASTE_BOTTOM.

5).Слой сверления (содержит 2 файла: файл сверления с ЧПУ NC DRILL и чертеж сверления DRILL DRAWING)

названы NC DRILL и DRILL DRAWING соответственно.

10: Обзор светового рисунка

После вывода светового рисунка для просмотра светового рисунка, Cam350 разомкнут и закорочен, а также другие аспекты проверки перед отправкой на заводскую плату, позже также необходимо обратить внимание на проектирование платы и реакцию на проблему.

11: Информация о печатной плате(Информация о световой окраске Gerber + требования к печатной плате + схема сборочной платы)

12: Подтверждение эквалайзера при заводском проектировании печатной платы(разработка платы и ответ на проблему)

13: Вывод данных о размещении печатной платы(информация о трафарете, карта номеров бит размещения, файл координат компонента)

Здесь весь рабочий процесс проектирования печатной платы завершен.

Проектирование печатной платы — это очень детальная работа, поэтому при проектировании следует быть предельно осторожным и терпеливым, полностью учитывать все аспекты факторов, включая проектирование, чтобы учитывать производство сборки и обработки, а затем облегчить обслуживание и другие вопросы.Кроме того, разработка некоторых хороших рабочих привычек сделает ваш дизайн более разумным, более эффективным, упростит производство и повысит производительность.Хороший дизайн, используемый в повседневных продуктах, также принесет потребителям больше уверенности и доверия.