¿Qué conocimientos se necesitan para el diseño de PCB?
Antes de comprender el proceso de diseño de PCB, primero debes entender qué es una PCB. PCB es la abreviatura del inglés Printed Circuit
Board (placa de circuito impreso o placa de circuito impreso). Por lo general, los patrones conductores hechos de circuitos impresos, componentes impresos o una combinación de ambos sobre materiales aislantes según un diseño predeterminado se denominan circuitos impresos.
El PCB nació en 1936, y Estados Unidos utilizó ampliamente esta tecnología en radios militares en 1943; desde mediados de la década de 1950, la tecnología PCB se ha utilizado ampliamente. En la actualidad, los PCB se han convertido en la "madre de los productos electrónicos" y sus aplicaciones han penetrado en casi todos los campos terminales de la industria electrónica, incluidas computadoras, comunicaciones, electrónica de consumo, control industrial, instrumentos médicos, defensa nacional, aeroespacial y muchos otros. campos.
1. Preparación temprana
Incluyendo la preparación de la biblioteca de componentes y el diagrama esquemático. Antes de realizar el diseño de PCB, primero debe preparar la biblioteca de componentes SCH esquemática y la biblioteca de empaquetado de componentes de PCB.
Los ingenieros establecen mejor las bibliotecas de empaquetado de componentes de PCB basándose en los datos de tamaño estándar de los dispositivos seleccionados. En principio, primero se debe establecer la biblioteca de paquetes de componentes de PC y luego se debe establecer la biblioteca de componentes SCH esquemáticos.
Los requisitos para la biblioteca de paquetes de componentes de PCB son relativamente altos, lo que afecta directamente la instalación de la PCB. Los requisitos para la biblioteca de componentes SCH esquemáticos son relativamente flexibles, pero se debe prestar atención a la definición de los atributos de los pines; y la relación correspondiente con la biblioteca de paquetes de componentes de PCB.
2. Diseño de la estructura de PCB
De acuerdo con el tamaño de la placa de circuito determinado y los diversos posicionamientos mecánicos, dibuje el marco de la placa de PCB en el entorno de diseño de PCB y coloque los componentes requeridos de acuerdo con Requisitos de posicionamiento Conectores, botones/interruptores, orificios para tornillos, orificios de montaje, etc.
Considere y determine completamente el área de cableado y el área sin cableado (como cuánta área alrededor del orificio del tornillo pertenece al área sin cableado).
3. Diseño de disposición de PCB
El diseño de disposición consiste en colocar los dispositivos en el marco de la PCB de acuerdo con los requisitos de diseño. Genere la lista de redes en la herramienta de esquema (Diseño → Crear
Netlist) y luego importe la lista de redes en el software de PCB (Diseño → Importar
Netlist). Una vez que la tabla de red se haya importado correctamente, existirá en el fondo del software. Todos los dispositivos se pueden llamar mediante la operación de Colocación. Hay cables voladores entre cada pin para solicitar la conexión. .
El diseño del diseño de PCB es el primer proceso importante en todo el proceso de diseño de PCB. Cuanto más compleja sea la placa de PCB, más afectará directamente la calidad del diseño a la dificultad del cableado posterior.
El diseño del diseño se basa en las habilidades básicas de circuitos y la experiencia en diseño del diseñador de placas de circuito, y tiene requisitos de nivel superior para los diseñadores de placas de circuito. Los diseñadores de placas de circuitos junior tienen poca experiencia y son adecuados para el diseño de diseños de módulos pequeños o tareas de diseño de diseños de PCB menos difíciles para toda la placa.
4. Diseño de cableado de PCB
El diseño de cableado de PCB es el proceso con mayor carga de trabajo en todo el diseño de PCB, lo que afecta directamente el rendimiento de la placa PCB.
En el proceso de diseño de PCB, generalmente hay tres ámbitos de cableado:
El primero es el enrutamiento, que es el requisito de entrada más básico para el diseño de PCB;
El segundo es la satisfacción del rendimiento eléctrico, que es el estándar para medir si una placa PCB está calificada. Después de colocar el cableado, ajuste cuidadosamente el cableado para lograr el mejor rendimiento eléctrico;
El tercero. uno es limpio y hermoso. El cableado desordenado, incluso si el rendimiento eléctrico es aceptable, traerá grandes inconvenientes para la optimización, prueba y mantenimiento de la modificación posterior de la placa. El cableado debe estar limpio y uniforme, y no puede cruzarse sin ninguna estructura. .
5. Optimización del cableado y colocación de la serigrafía
"No hay lo mejor en el diseño de PCB, solo mejor", "El diseño de PCB es un arte de defectos", principalmente porque el diseño de PCB debe cumplir con los requisitos de diseño de todos los aspectos del hardware, y los requisitos individuales pueden entrar en conflicto entre sí, y no puedes quedarte con el pastel y comértelo también.
Por ejemplo: un determinado proyecto de diseño de PCB debe diseñarse como una placa de 6 capas después de la evaluación por parte del diseñador de la placa de circuito, pero el hardware del producto debe diseñarse como una placa de 4 capas debido a consideraciones de costo. , entonces el blindaje de la señal solo se puede sacrificar en la capa de tierra, lo que da como resultado una mayor diafonía de la señal entre las capas de cableado adyacentes y una calidad de la señal reducida.
La experiencia general en diseño es: el tiempo para optimizar el cableado es el doble del tiempo para el cableado inicial.
Una vez completada la optimización del cableado de la PCB, se requiere un posprocesamiento. Lo primero que debe abordar es el logotipo serigrafiado en la placa PCB. Durante el diseño, los caracteres serigrafiados inferiores deben reflejarse para evitar confusión con los de la serigrafía superior.
6. Inspección estructural y de red DRC
El control de calidad es una parte importante del proceso de diseño de PCB. Los métodos generales de control de calidad incluyen: autoinspección del diseño, inspección mutua del diseño y. reuniones de revisión de expertos, inspecciones especiales, etc.
El diagrama esquemático y el diagrama de elementos estructurales son los requisitos de diseño más básicos. La inspección de Network DRC y la inspección estructural sirven para confirmar que el diseño de PCB cumple con las dos condiciones de entrada de la lista de red esquemática y el diagrama de elementos estructurales, respectivamente.
Generalmente, los diseñadores de placas de circuito tendrán su propia lista de verificación de inspección de calidad de diseño acumulada, en la que algunos de los elementos provienen de las especificaciones de la empresa o departamento, y otros provienen de resúmenes de su propia experiencia. Las inspecciones especiales incluyen la inspección Valor diseñada y la inspección DFM. Estas dos partes se centran en el procesamiento final de la salida del diseño de PCB de archivos de dibujo ligeros.
7. Fabricación de placas de PCB
Antes de que la PCB se procese y fabrique oficialmente, el diseñador de la placa de circuito debe comunicarse con el PE de la fábrica proveedora de PCB y responder a las preguntas del fabricante sobre Procesamiento de la placa PCB. Confirme el problema.
Esto incluye, entre otros: selección del modelo de placa PCB, ajuste del ancho y espaciado de la línea de la capa de línea, ajuste del control de impedancia, ajuste del espesor del apilamiento de PCB, tecnología de procesamiento de tratamiento de superficies, control de tolerancia de apertura y estándares de entrega, etc.