Семь основных этапов проектирования печатных плат и соображения стоимости

Семь основных этапов проектирования печатных плат и соображения стоимости

Аннотация: Печатные платы широко используются в электронных продуктах. В статье рассказывается, как сделать дизайн печатной платы за семь шагов от предварительной подготовки до структуры, разводки, электромонтажа, шелкографии и проверки сети. В процессе проектирования стоит заранее продумать стоимость. Следует учитывать следующие факторы: количество слоев, размеры, степень сложности, материалы платы, обработка поверхности и т.д.

Содержание

1. Семь шагов проектирования печатной платы

• 1.1 Подготовка
• 1.2 Дизайн структуры печатной платы
• 1.3 Дизайн списка цепей печатной платы
• 1.4 Дизайн макета печатной платы
• 1.5 Оптимизация разводки и размещения шелкографии
• 1.6 Проверка сети DRC и проверка структуры
• 1.7 Производство печатных плат

• 2.1 Количество слоев печатной платы
• 2.2 Размеры печатной платы
• 2.3 Сложность изготовления
• 2.4 Материалы печатной платы
• 2.5 Обработка поверхности печатной платы

PCB родилась в 1936 году, а в 1943 году в Америке широко использовали эту технологию в военных радиостанциях; технология PCB получила широкое распространение с середины 1950-х годов. В настоящее время печатные платы стали «матерью электронных продуктов», и их приложения проникли почти в различные области терминала в электронной промышленности, включая компьютеры, связь, бытовую электронику, промышленное управление, медицинские инструменты, национальную оборону, аэрокосмическую промышленность и многие другие отрасли.

Печатные платы превратились из однослойных в двусторонние, многослойные и гибкие, и до сих пор сохраняют собственные тенденции развития. Благодаря постоянному развитию высокой точности, высокой плотности и надежности, постоянному уменьшению размеров, снижению затрат и повышению производительности, печатная плата по-прежнему будет сохранять жизнеспособность в будущем развитии электронного оборудования.

Так как же устроена печатная плата? Прочитав следующие семь шагов, вы поймете:

1. Семь шагов проектирования печатной платы

1.1 предварительная подготовка

Предварительная подготовка включает подготовку библиотек компонентов и принципиальных схем. Перед тем, как приступить к проектированию печатной платы, сначала подготовьте схемную библиотеку компонентов SCH и библиотеку пакетов компонентов печатной платы.

Библиотека пакетов компонентов печатной платы лучше всего создается инженерами на основе данных стандартного размера выбранного устройства. В принципе, сначала необходимо установить библиотеку пакетов компонентов ПК, а затем - схематическую библиотеку компонентов SCH.

Библиотека пакетов компонентов печатной платы предъявляет более высокие требования, что напрямую влияет на установку печатной платы; требования к библиотеке компонентов SCH схематической диаграммы относительно свободны, но следует обратить внимание на определение атрибутов выводов и соответствующие отношения с библиотекой пакетов компонентов печатной платы.

1.2 Дизайн структуры печатной платы

В соответствии с определенным размером печатной платы и различным механическим позиционированием нарисуйте каркас печатной платы в среде проектирования печатной платы и разместите необходимые разъемы, кнопки / переключатели, отверстия для винтов, монтажные отверстия и т. д. В соответствии с требованиями к размещению.

Тщательно продумайте и определите площадь проводки и область без проводки (например, какая площадь вокруг отверстия под винт относится к области без проводки).

1.3 Дизайн макета печатной платы

Дизайн компоновки должен разместить компоненты в рамке печатной платы в соответствии с требованиями проекта. Создайте список соединений (Design → Create Netlist) в схематическом инструменте, а затем импортируйте список соединений (Design → Import Netlist) в программное обеспечение PCB. Список соединений успешно импортирован, он будет существовать в фоновом режиме программного обеспечения. Посредством операции размещения можно вызывать все устройства, и между выводами имеется прямая линия связи. В настоящее время макет устройства может осуществляться.

Проектирование компоновки печатной платы - это первый важный процесс во всем процессе конструирования печатной платы. Чем сложнее печатная плата, тем лучше компоновка может напрямую повлиять на сложность последующей проводки.

Макетирование основывается на базовых знаниях проектировщика печатных плат и богатом опыте проектирования, что является требованием более высокого уровня для проектировщика печатных плат. Младший конструктор печатных плат имеет небольшой опыт и подходит для проектирования макета небольших модулей или макетов печатных плат меньшая сложность всей платы.

1.4 Схема подключения печатной платы

Проектирование разводки печатной платы - это процесс с наибольшей нагрузкой во всей конструкции печатной платы, который напрямую влияет на производительность печатной платы.

В процессе проектирования печатной платы проводка обычно имеет три области:

Прежде всего, это компоновка, которая является самым основным начальным требованием для проектирования печатной платы;

Во-вторых, это удовлетворенность электрическими характеристиками, которые являются стандартом для определения того, соответствует ли плата PCB требованиям.После того, как проводка проложена, тщательно отрегулируйте проводку для достижения наилучших электрических характеристик;

Опять же, это аккуратная и красивая, грязная проводка, даже если электрические характеристики пройдены, это принесет большие неудобства для более поздних модификаций оптимизации платы и тестирования и обслуживания.Требования к проводке аккуратные и однородные, а не перекрещиваются и выходят порядка.

1.5 оптимизация проводки и размещение шелкографии

«Дизайн печатной платы - не лучший, только лучше» «Дизайн печатной платы - это искусство дефектов», главным образом потому, что при проектировании печатной платы необходимо учитывать конструктивные требования всех аспектов аппаратного обеспечения, а индивидуальные требования могут противоречить друг другу. есть оба.

Например: проект разработки печатной платы должен быть спроектирован как 6-слойная плата после оценки разработчиком печатной платы, но оборудование продукта должно быть спроектировано как 4-слойная плата из-за соображений стоимости, чтобы слой заземления экранирования сигнала мог можно только пожертвовать, что приведет к соседней проводке. Перекрестные помехи между слоями увеличиваются, а качество сигнала снижается.

Общий опыт проектирования таков: время на оптимизацию разводки вдвое превышает время первой разводки. После завершения оптимизации компоновки печатной платы требуется постобработка. Первое, что нужно сделать, - это шелкографический логотип на поверхности печатной платы. Символы нижнего шелкографического экрана необходимо отразить во время проектирования, чтобы избежать путаницы с верхним шелкографическим экраном.

1.6 проверка сети DRC и проверка структуры

Контроль качества является важной частью процесса проектирования печатных плат. Общие методы контроля качества включают в себя: самопроверку проекта, взаимную проверку проекта, встречи экспертов, специальные проверки и т. Д.

Схемы и схемы структурных элементов являются наиболее основными требованиями к проектированию.Осмотр сети DRC и структурная проверка должны подтвердить, что конструкция печатной платы удовлетворяет двум входным условиям схематического списка соединений и схемы структурных элементов.

У общих проектировщиков печатных плат будет свой собственный накопленный контрольный список проверки качества конструкции, где записи частично взяты из спецификаций компании или отдела, а другая часть - из их собственного опыта. Специальные проверки включают проверку доблести и проверку конструкции DFM. две части сосредоточены на файле гербер обработки выходных данных печатной платы.

1.7 PCB системная плата

Прежде чем печатная плата будет официально обработана и изготовлена, разработчик печатной платы должен связаться с PE поставщика печатной платы, чтобы ответить на вопросы производителя о подтверждении обработки печатной платы.

Это включает, помимо прочего: выбор модели печатной платы, регулировку ширины линий слоя схемы и межстрочного интервала, регулировку управления импедансом, регулировку толщины укладки печатных плат, технологию обработки поверхности, контроль допуска апертуры и стандарты доставки и т. д.

2. Факторы, влияющие на стоимость конструкции печатной платы

2.1 Слои печатной платы

Как правило, в одной и той же области чем больше слоев печатной платы, тем дороже.Инженер-проектировщик должен использовать как можно меньше слоев для завершения проектирования печатной платы, обеспечивая при этом качество проектного сигнала.

2.2 Размер печатной платы

При определенном количестве слоев, чем меньше размер печатной платы, тем ниже цена. Если инженер-проектировщик может уменьшить размер печатной платы, не влияя на электрические характеристики конструкции печатной платы, размер может быть уменьшен в разумных пределах, а стоимость может снизиться уменьшенный.

2.3 Сложность изготовления

Основными параметрами, которые влияют на производство печатных плат, являются минимальная ширина линии, минимальный межстрочный интервал, минимальное сверление и т. Д. Если эти параметры установлены слишком маленькими или производительность процесса достигла минимального предела фабрики печатных плат, выход печатной платы будет ниже, и производство Стоимость увеличится. Поэтому в процессе проектирования печатной платы старайтесь избегать ограничений фабрики, устанавливайте разумную ширину линий и межстрочный интервал, а также просверливайте отверстия. Таким же образом, сквозные отверстия могут Чтобы завершить проектирование, постарайтесь не использовать глухие и заглубленные отверстия HDI, потому что технология обработки глухих и заглубленных отверстий намного сложнее, чем технология обработки сквозных отверстий, что увеличит стоимость производства печатной платы.

2.4 Материал печатной платы

Существует множество классификаций печатных плат, обычных печатных плат на бумажной основе, печатных плат из эпоксидной стеклоткани, рисовой композитной подложки, печатных плат, специальных подложек, печатных плат, металлических подложек и т. Д. Существует большой пробел в обработке различных материалов , а некоторые специальные материалы будут иметь более длительный цикл обработки, поэтому при проектировании старайтесь выбирать материалы, которые соответствуют требованиям дизайна, являются более распространенными и недорогими, например, материалы FR4.

2.5 Обработка поверхности печатной платы

Обработка поверхности включает иммерсионное золото, иммерсионное олово, HAL без свинца, HAL оловянный свинец, OSP. И иммерсионное серебро. Порядок затрат: иммерсионное золото> иммерсионное серебро> иммерсионное олово> HAL без свинца> HAL олово-свинец> OSP. Печатную плату вы можете выбрать в соответствии со своими потребностями, но не требуйте слишком больших затрат, чтобы снизить затраты.