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PCB設(shè)計(jì)工作指南與經(jīng)驗(yàn)分享

PCB打樣 ? 2020-09-10 18:53 ? 次閱讀
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我們都習(xí)慣了在辦公室和辦公室外都必須遵守的政策和程序。準(zhǔn)則一詞通常用于描述這些內(nèi)容,并已成為一組嚴(yán)格的規(guī)則的同義詞,如果不遵循,則會引起負(fù)面后果。不過,有趣的是,指南還有另一個定義:“用于幫助過關(guān)者通過困難點(diǎn)或允許重行路線的繩索”。

在我看來,沒有一個準(zhǔn)則可以被認(rèn)為是積極和有益卻又不是那么嚴(yán)格。指導(dǎo)方針是可以幫助我們在困難情況下前進(jìn)的工具,或者在我們迷路時我們找到正確方向的工具。

設(shè)計(jì)印刷電路板是一個非常復(fù)雜的問題,它可以幫助您找到所需的方法。應(yīng)該以特定的方式來創(chuàng)建原理圖,如何創(chuàng)建庫零件,如何放置和布線零部件以及最后如何生成制造輸出文件。這是一次可以消化的大量信息,但是如果按照一套有據(jù)可查的指南進(jìn)行布局,可以更好地了解這個復(fù)雜難題并解決它。

這是對作為PCB設(shè)計(jì)師應(yīng)該了解的PCB設(shè)計(jì)指南,希望你可以從中獲得的幫助。

CAD庫的PCB設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

在開始進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)之前,必須先有CAD庫零件才能在設(shè)計(jì)工具中工作。對于原理圖捕獲,這將意味著符號和組件信息以及仿真模型。對于布局,腳印或焊盤圖案中將包含PCB焊盤和組件信息。所有這些數(shù)據(jù)都可以從外部來源獲取或在內(nèi)部開發(fā),設(shè)計(jì)部門通常會為這兩者提供指導(dǎo)。

對于內(nèi)部開發(fā)的零件數(shù)據(jù),要遵循一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),例如用于創(chuàng)建原理圖符號的 IEEE標(biāo)準(zhǔn)91 和用于創(chuàng)建PCB封裝的IPC標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)部門通常也有自己的內(nèi)部準(zhǔn)則。這些通常指定信息,例如哪些CAD層將用于什么信息,以及公司在零件輪廓,文本和其他詳細(xì)信息上的偏好。通常也有關(guān)于零件檢查和驗(yàn)證的準(zhǔn)則。

原理圖創(chuàng)建準(zhǔn)則

庫準(zhǔn)備就緒后,PCB設(shè)計(jì)人員即可開始進(jìn)行原理圖工作。為了確保所有原理圖具有相同的外觀,大多數(shù)公司將使用內(nèi)部起草準(zhǔn)則,通常包括以下內(nèi)容:

l原理圖圖紙尺寸。

l工作表邊框信息,例如公司徽標(biāo),名稱,地址,日期,零件號和修訂號。

l要使用的網(wǎng)格的大小和外觀。這很重要,因此所有內(nèi)容均按相同比例繪制。

l符號大小和線寬。

l文字高度和字體大小。

對于原理圖開發(fā),通常使用以下準(zhǔn)則:

l原理圖圖紙上的符號間距。

l組件信息,例如參考代號,零件號,值和引腳號。

l凈間距和命名規(guī)則。

最后,還將提供有關(guān)通過設(shè)計(jì)評審檢查和驗(yàn)證原理圖的指南。原理圖成功通過所有這些過程后,就可以進(jìn)行PCB布局了。

PCB布局指南

要開始PCB布局,需要與電路板的機(jī)械設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。通常存在內(nèi)部準(zhǔn)則,用于在機(jī)械CAD電氣CAD系統(tǒng)之間以及在設(shè)計(jì)變更審查系統(tǒng)中交換數(shù)據(jù)。還應(yīng)該有與將要制造印刷電路板組件的合同制造商(CM)合作的指南。CM可以為布局提供很多信息,包括有關(guān)板層堆疊配置的建議,并且此通信過程需要在公司指南中進(jìn)行充分記錄。

PCB布局工具中創(chuàng)建了電路板輪廓和層堆疊之后,設(shè)計(jì)人員將開始放置組件。在準(zhǔn)則和文檔之外,請確保使用設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)和約束管理器來消除設(shè)計(jì)干擾。同樣,這里將有不同的準(zhǔn)則來幫助設(shè)計(jì)師:

公司安置標(biāo)準(zhǔn):

這些準(zhǔn)則將指導(dǎo)零件放置的細(xì)節(jié)。它們可能包括有關(guān)零件旋轉(zhuǎn),間隙和保持區(qū)的規(guī)則。這些可能與行業(yè)布局標(biāo)準(zhǔn)相吻合,但是對于一家公司來說,完善和標(biāo)準(zhǔn)化最適合它們的布局方法并不罕見,僅舉幾例:與電路板上安裝孔和插槽的間隙,即計(jì)劃的層根據(jù)生產(chǎn)線放置組件(通孔和smd)。

電源接地層

使用高速或高頻信號時,通常最好選擇接地層。由于一直是干擾問題,因此在PCB的一層上放置接地層將提供一定程度的免受外部干擾的電磁干擾(EMI)。此外,接地層可讓您繞過布線的接地走線。為了降低EMI敏感性和環(huán)路電感,可以在信號線附近放置接地回路,以使回路信號保持在走線上。

信號完整性:

設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)男盘柾暾钥赡苁且粋€更加集成和復(fù)雜的過程,但是,這是開始了解核心基礎(chǔ)知識的地方。必須按照示意圖中的說明放置組件,使其遵循其信號路徑,尤其是在高速設(shè)計(jì)中。如果操作不正確,可能會對信號性能產(chǎn)生不利影響。

信號完整性的跟蹤路由注意事項(xiàng):

除非需要特定的走線長度,否則信號路徑走線必須保持盡可能短。差分對必須一起布線,受控阻抗線必須在其指定的層上布線,并且敏感走線必須遠(yuǎn)離可能引起板上耦合和噪聲的其他信號。

組裝設(shè)計(jì)(DFA):

作為可制造性(DFM)規(guī)則總體設(shè)計(jì)的一部分,DFA指南將確保PCB能夠高效組裝而不會出錯。組件之間的間隙及其旋轉(zhuǎn)和位置都是DFA指南的一部分。

測試設(shè)計(jì)(DFT):

DFM總體規(guī)則的另一方面是DFT指南。它們還覆蓋了組件的間隙以及與電路板邊緣的間隙,并確保放置了足夠的測試點(diǎn)以進(jìn)行在線測試(ICT)。

在此適用的許多準(zhǔn)則是在放置過程中實(shí)踐的相同原則的延續(xù)。PCB設(shè)計(jì)人員的目標(biāo)是通過其所有電路的設(shè)計(jì)來生產(chǎn)功能正常的電路板,包括元件放置及其布線。

制作設(shè)計(jì)(DFF):

所有遵循DFM規(guī)則的指南的最后一部分,是那些有助于生產(chǎn)易于制造的PCB的指南。這些包括走線,過孔和焊盤之間的可制造間隙,以及保持最小走線寬度。

隨著PCB布局即將結(jié)束,還有更多準(zhǔn)則需要遵守。板上將需要在絲網(wǎng)印刷和蝕刻上標(biāo)記,這些標(biāo)記通常在公司內(nèi)部準(zhǔn)則中指定。這些將包括參考標(biāo)記,這些標(biāo)記必須易讀且無接墊,并且還包括其他板標(biāo)記,包括板名稱,公司名稱和部件號。還將有許多制造和組裝標(biāo)記,這些標(biāo)記也將在指南中進(jìn)行詳細(xì)說明。

創(chuàng)建生產(chǎn)輸出文件的準(zhǔn)則

為了使電路板準(zhǔn)備好投入生產(chǎn),PCB設(shè)計(jì)人員將執(zhí)行一組設(shè)計(jì)規(guī)則檢查,這些檢查通常在公司指南中進(jìn)行詳細(xì)介紹。然后,PCB將進(jìn)行其最終的一組設(shè)計(jì)審查,并且公司指南通常將包含一組清單,必須將這些清單核對,然后才能將PCB設(shè)計(jì)文件發(fā)送給合同制造商。

電路板通過審核后,PCB設(shè)計(jì)人員將根據(jù)公司指南中列出的要求創(chuàng)建最終制造輸出文檔。這些將包括物料清單報告,制造圖紙,PCB圖像文件和網(wǎng)表。文件格式可以在公司準(zhǔn)則中指定,也可以默認(rèn)為CM首選的文件格式。

設(shè)計(jì)印刷電路板有很多事情要做,幸運(yùn)的是,我們確實(shí)有不同的指導(dǎo)原則,可以幫助我們度過這些困難的過程,以免我們陷入迷茫。

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