Informație

Cum se proiectează un PCB: aspectul plăcii de circuite imprimate

Cum se proiectează un PCB: aspectul plăcii de circuite imprimate

Știind cum să proiectați o placă de circuite imprimate, PCB este un element cheie al oricărui proces de proiectare a circuitelor electronice.

Aspectul și designul PCB au un impact major asupra modului în care funcționează un circuit și, prin urmare, dacă placa de circuit imprimat este proiectată într-un mod eficient, atunci circuitul va funcționa mai fiabil și în conformitate cu specificațiile sale.

Echipamente de proiectare PCB

Pentru programele de dezvoltare comercială sunt disponibile CAD, pachete de proiectare asistate de computer, care sunt necesare ca urmare a complexității.

Chiar și pentru student și pasionat există multe pachete foarte bune, care fie nu pot fi obținute la un cost modest.

Vechiul proces de proiectare a PCB-ului de utilizare a benzii plasate pe o foaie de desen principal a dispărut de mult, deși este posibil ca acest lucru să se poată face încă într-un număr de cazuri foarte limitate.

Capacitatea software-ului PCB variază considerabil. Bugetul sau chiar software-ul gratuit oferă funcțiile de bază, în timp ce pachetele de vârf permit mult mai multe facilități să fie încorporate în proiectare. Simulări, rutare complexă și multe alte facilități sunt disponibile.

Capacitatea de a efectua simulări devine o cerință din ce în ce mai mare, odată cu creșterea vitezei plăcilor digitale, iar proiectele de frecvențe radio ating frecvențe din ce în ce mai mari.

Captură schematică a circuitului

Prima etapă în dezvoltarea unui design PCB este de a captura schema pentru circuit. Acest lucru poate fi realizat într-o varietate de moduri. Circuitele pot fi introduse într-un instrument de captare schematică. Aceasta poate face parte din suita de proiectare PCB sau poate fi un pachet extern a cărui ieșire poate fi exportată într-un format adecvat.

În plus față de realizarea pură a capturii schematice, în această etapă pot fi efectuate simulări ale circuitului. Este posibil ca unele pachete să poată interfața cu pachetele de simulare. Pentru aplicații precum proiectarea circuitului RF, simularea circuitului va permite optimizarea circuitului final fără a construi un prototip.

Odată cu capturarea schematică, proiectarea electronică a circuitului este conținută în fișier și poate fi convertită în ceea ce se numește o "listă de rețea". Lista de rețea este informația de interconectare și, în esență, pinii componente și nodurile circuitului sau rețelele la care se conectează fiecare pin.

Plasarea inițială a componentelor PCB

Înainte de a continua cu proiectarea și dispunerea detaliată a PCB-ului, este necesar să vă faceți o idee aproximativă despre locul în care vor fi amplasate componentele și dacă există suficient spațiu pe placă pentru a conține toate circuitele necesare. Acest lucru va permite luarea deciziilor cu privire la numărul de straturi necesare în placa și, de asemenea, dacă există suficient spațiu pentru a conține toate circuitele poate fi necesar să fie luate.

Odată ce s-a făcut o estimare aproximativă a spațiului și a locațiilor aproximative ale componentelor, se poate face o structură mai detaliată a componentelor pentru proiectarea PCB. Acest lucru poate lua în considerare aspecte precum proximitatea dispozitivelor care ar putea avea nevoie să comunice între ele și alte informații referitoare la orice considerații RF, de exemplu.

Pentru ca componentele să poată fi încorporate în proiectarea PCB-ului, acestea trebuie să aibă toate informațiile relevante asociate acestora. Aceasta va include amprenta pentru plăcuțele plăcilor de circuite imprimate, orice informații de găurire, păstrați zonele în afară și altele asemenea. De obicei, mai multe dispozitive pot avea aceeași amprentă, astfel încât aceste informații nu trebuie introduse pentru fiecare număr de componentă. Cu toate acestea, o bibliotecă pentru toate dispozitivele utilizate va fi construită în cadrul sistemului de proiectare a aspectului PCB. În acest fel, componentele care au fost utilizate anterior pot fi apelate cu ușurință.

Rutare

Odată ce plasarea de bază a fost finalizată, următoarea etapă a proiectării PCB-ului este de a direcționa conexiunile între toate componentele. Software-ul PCB apoi direcționează conexiunile fizice de pe placa conform netlistului din schemă. Pentru a realiza acest lucru, va utiliza numărul de straturi disponibile pentru conexiuni, creând prin găuri, după cum este necesar. Adesea un strat va fi alocat pentru utilizare ca plan de sol, iar altul ca plan de putere. Acest lucru nu numai că reduce nivelul de zgomot, dar permite conectarea la putere a sursei cu rezistență redusă.

Rutarea poate utiliza o cantitate semnificativă de putere de calcul. Acest lucru este valabil mai ales pentru modele mai mari, unde pot exista peste trei sau patru mii de componente. Acolo unde rutare este dificilă ca urmare a densității ridicate a componentelor, acest lucru poate duce la rutare care necesită o cantitate semnificativă de timp.

Fișiere PCB: fișiere Gerber etc.

Informațiile pentru graficele foto ale aspectului PCB sunt transmise sub formă de fișiere Gerber. Acest format este standardul pentru fișierele PCB și sunt o formă de fișier de control numeric care este utilizat de un plotter foto. În plus față de fișierele Gerber, sunt generate și informații despre foraj, împreună cu informațiile de tipărire și rezistență la fotografii.

Un element major în costul unei plăci cu circuite imprimate este forarea. În orice proiectare sunt necesare câteva găuri pentru fixare, precum și cele necesare pentru componentele convenționale necesare. Cu toate acestea, pentru a reduce costurile, este înțelept să folosiți cât mai puține dimensiuni de găuri. În acest fel, burghiul va trebui să se schimbe mai puțin și timpul poate fi redus.

După finalizare, informațiile pentru PCB vor fi utilizate în multe domenii ale procesului de fabricație. Nu numai că va fi utilizat pentru fabricarea PCB-ului propriu-zis, dar fișierele vor fi utilizate și în alte domenii ale procesului de fabricație. Acestea pot fi utilizate pentru a dezvolta un program de selectare și plasare și, în plus, fișierele pot fi utilizate la fabricarea unei măști de lipit PCB pentru adăugarea pastei de lipit pe placă înainte de plasarea componentelor. Fișierele pot fi, de asemenea, utilizate pentru dezvoltarea diferitelor forme de program de testare, cum ar fi un "Test în circuit" (ICT) și, în special, pentru dezvoltarea oricărui dispozitiv de testare a patului de unghii. În acest fel, proiectarea PCB este un element crucial al întregului proces de fabricație pentru orice produs. Designul PCB este mai mult decât un design pentru placa de bază.


Priveste filmarea: Making of PCBs at home, DIY using inexpenive materials (Octombrie 2021).