¿Qué conocimientos se necesitan para el diseño de PCB?
Printed Circuit Board. Generalmente, un patrón conductor de un circuito impreso, un componente impreso o una combinación de ambos realizados con un diseño predeterminado sobre un material aislante se denomina circuito impreso.
El PCB nació en 1936 y la tecnología se utilizó ampliamente en las radios militares estadounidenses en 1943. La tecnología PCB se ha utilizado ampliamente desde mediados de la década de 1950. En la actualidad, PCB se ha convertido en la "madre de los productos electrónicos" y su aplicación ha penetrado en casi todos los campos terminales de la industria electrónica, incluidas computadoras, comunicaciones, electrónica de consumo, control industrial, equipos médicos, defensa nacional, aeroespacial y muchos otros. campos.
1. Preparación preliminar
Incluyendo la preparación de la biblioteca de componentes y el diagrama esquemático. Antes del 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.
La biblioteca de paquetes de componentes de PCB tiene altos requisitos, lo que afecta directamente la instalación de la PCB. La biblioteca de componentes Schematics SCH tiene requisitos relativamente flexibles, pero se debe prestar atención a la definición de los atributos del pin y la relación correspondiente con ellos. la biblioteca de paquetes de componentes de PCB.
2. Diseño de la estructura de la PCB
De acuerdo con el tamaño de la placa de circuito determinado y el posicionamiento mecánico, dibuje el marco de la PCB en el entorno de diseño de la PCB y coloque los conectores y botones necesarios de acuerdo con Requisitos de posicionamiento/interruptores, orificios para tornillos, orificios de montaje, etc.
Preste especial atención para determinar el área de cableado y el área sin cableado (por ejemplo, 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 PCB de acuerdo con los requisitos de diseño. Genere la lista de redes en la herramienta de diagrama lógico (Diseño → Crear
Netlist) y luego importe la lista de redes en el software de PCB (Diseño → Importar).
Netlist). Una vez que la lista de redes se haya importado correctamente, existirá en el fondo del software. Todos los dispositivos se pueden activar mediante operaciones de colocación y hay cables voladores entre los pines para solicitar la conexión. En este momento, se puede diseñar el diseño del dispositivo.
El diseño de PCB es el primer proceso importante en todo el proceso de diseño de PCB. Cuanto más compleja sea la PCB, mejor será el diseño, lo que incide directamente en la dificultad del cableado posterior.
El diseño del diseño se basa en las habilidades básicas de circuitos y la rica experiencia en diseño del diseñador de placas de circuito, lo cual es un requisito de alto nivel para el diseñador de placas de circuito. Los diseñadores de placas de circuitos junior tienen poca experiencia y son adecuados para tareas de diseño de diseños de módulos pequeños o de diseños de PCB con baja dificultad general.
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 y afecta directamente el rendimiento de la PCB.
En el proceso de diseño de PCB, generalmente existen tres límites de cableado:
El primero es el enrutamiento, que es el requisito de entrada más básico para el diseño de PCB;
El segundo es el enrutamiento. La satisfacción del rendimiento eléctrico es el estándar para medir si una PCB está calificada. Después del cableado, ajuste cuidadosamente el cableado para lograr el mejor rendimiento eléctrico;
Nuevamente, un cableado ordenado, hermoso y desordenado, incluso si el rendimiento eléctrico supera el estándar, traerá problemas a la optimización, las pruebas y el mantenimiento. de modificaciones posteriores de la placa. Un gran inconveniente. Los requisitos de cableado deben ser uniformes y no pueden escalonarse.
5. Optimización del cableado y serigrafía.
"El diseño de PCB no es el mejor, solo mejor", "El diseño de PCB es un arte defectuoso", esto se debe principalmente a que el diseño de PCB debe cumplir con todos los aspectos del diseño de hardware, y las necesidades individuales pueden ser No tendremos ambos si entran en conflicto entre sí.
Por ejemplo, un proyecto de diseño de PCB debe diseñarse en una placa de 6 capas después de la evaluación por parte del diseñador de la placa de circuito. Sin embargo, el hardware del producto debe diseñarse en una placa de 4 capas debido a consideraciones de costo. , por lo que la capa de protección de la señal solo se puede sacrificar, lo que resulta en un aumento de la diafonía de la señal entre capas de cableado adyacentes y una disminución de la calidad de la señal.
Una regla general de diseño es que optimizar el cableado lleva el doble de tiempo que el cableado inicial. Una vez completada la optimización del enrutamiento de PCB, se requiere un posprocesamiento. Lo primero con lo que hay que lidiar es con el logotipo serigrafiado en la superficie de la PCB. Al diseñar, los caracteres serigrafiados en la parte inferior deben reflejarse para evitar confusión con los caracteres serigrafiados en la parte 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, reunión de revisión de expertos, inspección especial, etc.
El diagrama esquemático y el diagrama de componentes estructurales son los requisitos de diseño más básicos. La verificación de red DRC y la verificación estructural sirven para confirmar que el diseño de PCB cumple con las dos condiciones de entrada de la tabla de red esquemática y el diagrama de componentes estructurales, respectivamente.
Generalmente, los diseñadores de placas de circuito tendrán su propia lista de verificación de calidad del diseño acumulada, parte de la cual proviene de las especificaciones de la empresa o departamento, y la otra parte proviene de su propio resumen de experiencia. Las inspecciones especiales incluyen la inspección Valor y la inspección DFM, que se centran en el procesamiento final del diseño de PCB y los archivos de patrones ópticos de salida.
7. Fabricación de PCB
Antes del procesamiento y fabricación formal de PCB, el diseñador de la placa de circuito debe comunicarse con el PE del proveedor de PCB para responder las preguntas de confirmación del fabricante sobre el procesamiento de PCB. .
Esto incluye, entre otros, la selección de modelos de placa PCB, el ajuste del ancho y el espaciado de línea de la capa del circuito, el ajuste del control de impedancia, el ajuste del espesor de apilamiento de PCB, el proceso de tratamiento de la superficie, el control de tolerancia de apertura y estándares de entrega, etc.