Базовый процесс проектирования

Высококачественный дизайн печатных плат

Практически каждый электронный продукт состоит из одной или нескольких печатных плат (PCBS). Печатные платы иммобилизуют микросхемы и другие компоненты и соединяют их между собой. Было создано большое количество печатных плат для портативных электронных устройств, компьютеров и развлекательных устройств. Они также используются для тестирования оборудования, производства и космических аппаратов. В конце концов, почти каждая EE должна будет разработать печатную плату, чему не учат в школе. Тем не менее, инженеры, техники и даже начинающие разработчики печатных плат могут создавать высококачественные конструкции печатных плат для любых целей и быть уверенными, что результаты будут соответствовать или превосходить поставленные цели. Опять же, эти проекты могут быть завершены в срок и в рамках бюджета, соблюдая при этом требования к проектированию. Проектировщики должны учитывать необходимую документацию, этапы и стратегии проектирования печатных плат, а также окончательную проверку.

Проектирование идеальной печатной платы начинается с анализа требований и продолжается до окончательной поставки (рис. 1). После того, как проект получен, должен быть определен анализ требований к печатной плате, который охватывает функциональность конструкции печатной платы, функциональность, которую печатная плата должна иметь и выполнять, взаимосвязи с другими схемами, компоновку и приблизительные конечные размеры. Диапазон температур окружающей среды и вопросы, связанные с рабочей средой, должны быть учтены и использованы в материале по выбору, указанном для печатной платы. При выборе компонентов и материалов печатной платы следует учитывать все предсказуемые и потенциальные формы угрозы, чтобы гарантировать, что печатная плата будет работать должным образом в течение срока службы. Принципиальная принципиальная схема рисуется в соответствии с принципиальной схемой. На этой подробной схеме показана электрическая реализация каждой функции печатной платы. После того, как схемы нарисованы, должна быть завершена окончательная компоновка печатной платы и выделены области для каждого принципиального блока схемы.

Ведомость материалов

При создании принципиальной схемы необходимо создать спецификацию (BOM). Компоненты в цепи должны быть выбраны путем анализа предельных уровней рабочего напряжения и тока в каждом узле цепи, при этом учитываются критерии допуска. После выбора электрически удовлетворительного компонента каждый компонент следует пересмотреть в зависимости от доступности, бюджета и размера. Спецификация всегда должна быть синхронизирована с принципиальной схемой. Для спецификации требуется количество каждого компонента, ссылочный код, значение (ом, фарад и т. д.), Номер детали производителя и площадь печатной платы. Эти пять требований имеют решающее значение, поскольку они определяют, сколько требуется для каждой детали, объясняют идентификацию и расположение цепи, точно описывая каждый элемент схемы, подлежащий покупке и замене, и объясняют размеры каждой детали, которая будет использоваться для оценки площади. Это должен быть краткий список, описывающий каждый элемент схемы, и слишком много информации может сделать разработку библиотеки и управление ею слишком сложными.

pcb

Файл PCB

Документация по печатной плате должна включать в себя размерные чертежи оборудования, схемы, спецификации, файлы компоновки, файлы размещения компонентов, сборочные чертежи и инструкции, а также наборы файлов Gerber. Набор файлов Gerber - это термин печатной платы для выходного файла макета, который производители печатных плат используют для создания печатной платы. Полный файл Gerber включает в себя выходные файлы, сгенерированные из файла компоновки печатной платы: шелкография вверх и вниз, упор пайки сверху и снизу, все металлические слои, верхняя и нижняя часть паяльной пасты, диаграмма компонентов (координаты XY), верх и низ сборочного чертежа, файл сверла, схема поворотных отверстий, контур FAB (размеры, специальные функции), файл сетевого листа. Специальные функции, включенные в профили FAB, включают, помимо прочего, насечки, скосы, площадки обратной засыпки (для корпусов микросхем типа BGA с несколькими штифтами под ними), глухие/заглубленные сквозные отверстия, чистоту и гладкость поверхности, допуски отверстий, количество слоев и т. д.

Детали схемы

Схема управляет проектом, поэтому точность и полнота имеют решающее значение для успеха. Они содержат информацию, необходимую для правильного функционирования схемы. Схема должна содержать достаточное количество деталей конструкции, таких как номера контактов, имена, значения компонентов и номиналы.

Каждый схематический символ имеет номер детали производителя, используемый для определения цены и технических характеристик. Спецификация пакета Определяет размер пакета каждого компонента. Первый шаг должен состоять в том, чтобы убедиться, что неизолированная медь каждого штифта размещена в правильном положении и немного больше (от 3 до 20 мил), чем штифты компонентов, в зависимости от доступной площади и метода сварки.

При разработке пакета печатных плат рассмотрите возможность сборки и следуйте рекомендованному производителем пакету печатной платы. Некоторые компоненты микрокапсулированы, поэтому нет избыточного запаса меди. Даже в этих случаях между каждым штифтом на плате следует установить стопорный электрод от 2,5 до 3 мил. Следуйте правилу 10. Маленькое сквозное отверстие имеет конечный диаметр 10 мил плюс кольцо для прокладки 10 мил. Линия должна быть на расстоянии 10 мил или длиннее от края тарелки. Расстояние между кабелями составляет 10 мил (воздушный зазор 5 мил, ширина кабеля 5 мил, 1 унция меди). Для отверстий диаметром 40 мил или более следует добавить кольца для повышения надежности. Для внешней медной плоскости от плоскости до штифта должен быть предусмотрен дополнительный зазор от 15 до 25 мил сверх правил проектирования. Это снижает риск перемычки всех паяных соединений.