Se acabaram de instalar uma nova ferramenta de projeto de PCB e estão a olhar para uma tela em branco e a pensar por onde começar, não estão sozinhos.A maioria dos engenheiros está confortável com os esquemas e a seleção de componentes, mas o salto para o layout físico do PCB pode parecer esmagador no inícioA boa notícia é que, aprendendo alguns princípios básicos desde cedo, pode evitar as armadilhas mais comuns e construir tábuas limpas, funcionais,e pronto para fabricação sem revisões dispendiosas.
Na DuxPCB, trabalhamos com engenheiros e equipas de produto em todas as fases, desde o primeiro protótipo até à produção em grande volume.e quase todos eles remontam a saltar um dos fundamentos abordados neste guiaContinua a ler e estarás à frente da curva antes que o teu primeiro rasto seja desviado.
1. Entender o fluxo de trabalho de design de PCB antes de tocar no layout
Antes de abrir seu editor de layout, tome um tempo para entender como o processo padrão de projeto de PCB flui do começo ao fim.Salto direto para a colocação sem uma imagem clara do fluxo de trabalho completo é uma das maneiras mais rápidas de criar rework para si mesmo mais tarde.
O fluxo de trabalho padrão de projeto de PCB segue esta sequência:
- Selecionar os componentes principais que estão em estoque e disponíveis nos principais distribuidores
- Criar e rever o seu esquema contra os requisitos de engenharia
- Crie um PCB em branco, defina seu empilhamento e defina regras de design
- Importação de dados de componentes do esquema para o layout do PCB
- Colocar componentes e revisar a colocação para confirmar que os requisitos de engenharia são cumpridos
- Traçamentos e ligações entre componentes
- Limpar o layout e completar uma revisão final do projeto
- Gerar arquivos de saída de projeto e submeter para fabricação
Compreender essa sequência é importante porque cada etapa depende da anterior.Construir bons hábitos em torno do fluxo de trabalho desde o início economiza tempo significativo em cada projeto subsequente.
2- Mantenha o seu esquema e layout em sincronia
O seu esquema e o seu layout de PCB são duas representações do mesmo projeto.e viola-lo mesmo temporariamente leva a desajustes, falta de conexões e erros que são difíceis de rastrear mais tarde.
Qualquer uma das seguintes alterações feitas no seu esquema deve ser introduzida no layout do PCB antes de continuar:
- Adição, remoção ou troca de componentes
- Adição, remoção ou modificação de redes
- Agrupamento das redes em objetos de classe líquida
- Atualização dos parâmetros dos componentes, tais como números de peças ou informações sobre o fornecedor
- Aplicação de novas regras ou directivas eléctricas a objetos esquemáticos
O software moderno de design de PCB lida com isso através de uma função de importação ou sincronização.Fazer edições de componentes no esquema e importá-los para o layoutEsta disciplina mantém seus dados de design limpos e garante que o motor de regras de design leia sua intenção corretamente.
3Aprenda o Processo de Fabricação. Melhorará seus instintos de design.
Qualquer PCB que você projetar com a intenção de produzir como um produto físico precisa ser fabricável em escala.O software de projeto de PCB permitirá que você crie quase qualquer coisa na tela, mas nem tudo o que pode ser desenhado pode ser fabricado de forma confiável dentro das capacidades do processo padrão..
Cada designer de PCB beneficia de passar tempo aprendendo os fundamentos da fabricação de PCB: como os laminados são processados, como as camadas de cobre são construídas, como a perfuração e o revestimento funcionam,quais os acabamentos de superfície disponíveis, e quais são os limites práticos de cada processo.Este conhecimento molda melhores decisões de projeto desde o início, em vez de detectar problemas durante uma revisão DFM (Design for Manufacturability) após o facto.
Os problemas relacionados com a gestão dos materiais de construção do tipo que fazem com que as placas sejam enviadas de volta para serem redesenhadas antes do início da produção são quase sempre evitáveis.A maioria provém de dimensões ou espaços livres de características de cobre que estão fora do que o processo de fabricação escolhido pode produzir de forma confiávelAprender os limites de capacidade típicos de um fabricante de PCB padrão antes de projetar economiza tempo e dinheiro.
Na DuxPCB, a nossa equipa de engenheiros está disponível para rever os desenhos dos clientes para fabricação antes da produção.É muito mais fácil ajustar um layout do que tirar um monte de quadros..
4. Compreender e respeitar as regras de concepção
Uma vez que você tem um conhecimento prático do processo de fabricação, as regras de design começam a fazer sentido intuitivo em vez de sentir como restrições arbitrárias.A maioria dos problemas de DFM se reduz a uma das duas coisas: características de cobre que são muito pequenas, ou características de cobre que são muito próximas.
Embarcações de software de projeto de PCB com regras de projeto padrão que são muitas vezes conservadoras, às vezes muito conservadoras para projetos modernos,e, ocasionalmente, não conservadora o suficiente para as capacidades de um fabricante específicoNem seguir cegamente os defeitos nem ignorar as violações de regras é a abordagem certa.
Considere o espaçamento pad-to-pad como um exemplo prático.Mas muitos fabricantes podem produzir de forma confiável distâncias mínimas de cerca de 5 mils meaning the default rule is too restrictivePor outro lado, empurrar as franjas abaixo das capacidades declaradas pelo fabricante porque "funciona na tela" criará problemas de rendimento na produção.
A abordagem correta é obter as especificações de capacidade do fabricante: largura mínima do traço, espaço livre mínimo, tamanho mínimo da broca, anel anular mínimo,e assim por diante e definir as suas regras de design para corresponder a esses valores. Design para o processo real, não para um padrão genérico.
5. Utilize um plano de terra Sem exceções para a maioria dos projetos
Um dos equívocos mais persistentes entre os novos designers de PCB é a hesitação em usar um plano de solo dedicado.É compreensível. É como dedicar uma camada inteira a um único propósito.No entanto, na prática, a ausência de um plano de solo sólido é a causa principal de uma proporção desproporcional de problemas de ruído tanto nos projetos digitais como analógicos.
Um plano de solo é uma camada de cobre ou uma grande região de cobre dedicado inteiramente ao potencial do solo.suprime as interferências eletromagnéticas, estabiliza as referências de tensão e simplifica o seu roteamento eliminando a necessidade de executar traços de terra individuais para cada componente.
O padrão moderno para a maioria dos projetos de PCB é simples: usar um plano de solo sólido.Casos de utilização bem definidos tipicamente em projetos de sinal misto onde os domínios de base analógicos e digitais devem ser isolados mas são a exceçãoPara a grande maioria dos projetos digitais e analógicos, um plano de solo sólido sobre uma camada dedicada é a escolha correta.
Se problemas de ruído ou de integridade do sinal estiverem afetando o seu projeto, verifique primeiro o plano de terra.
6Termina a colocação antes de traçar uma única pista.
Após importar os dados esquemáticos para o layout da PCB, sua tarefa imediata é a colocação dos componentes, não o roteamento.
O objetivo da colocação é posicionar cada componente de modo que o layout resultante seja roteável: para que os traços possam ser executados entre os pads conectados sem mudanças excessivas de camada, sem desvios longos,e sem criar problemas de acoplamento de ruído entre sinais sensíveis. Uma placa bem colocada rota rapidamente. Uma placa mal colocada pode ser tecnicamente roteável, mas produz um layout que funciona mal ou falha no DFM.
A regra prática é simples: não encaminhe nada até que todos os componentes sejam colocados e a colocação tenha sido revisada e aprovada.Um rastreamento que você rotear hoje precisará ser excluído e redirecionado após o próximo ajuste de colocação.
Durante a colocação, o objetivo é minimizar as interseções de ninhos de ratos ∙ as linhas que conectam os pinos dos componentes que mostram quais as almofadas que precisam ser conectadas.Os componentes estão efetivamente pré-organizados para um encaminhamento eficiente.
Uma vez que a colocação é concluída e revisada, o roteamento pode começar.
- Minimizar o número de camadas de sinal necessárias para completar todas as conexões
- Minimizar através de transições entre camadas
- Minimizar o ruído, principalmente através do uso consistente de planos de terra no empilhamento
- Mantenha os traços curtos e diretos sempre que possível
7O seu objectivo é a produção. Design com isso em mente desde o primeiro dia.
A conclusão do layout não é o fim do processo de design.sua responsabilidade se estende a gerar os arquivos de saída de fabricação que uma casa de fabricação usará para construir sua placa. O software de projeto de PCB automatiza a maior parte disso - arquivos Gerber para cada camada, arquivos de perfuração, desenhos de montagem e saídas de material - mas a automação não elimina a necessidade de revisão.
Os ficheiros Gerber são o formato padrão da indústria para comunicar os dados da camada de PCB aos fabricantes.Abra seus Gerbers gerados em um visor dedicado e verifique-os manualmente. Confirme que as atribuições de camadas são corretas, que todos os recursos de cobre estão presentes, que o arquivo de perfuração se alinha corretamente com os locais da plataforma, e que nenhum artefato não intencional apareceu.
Os erros nos arquivos de saída são muito mais comuns do que a maioria dos designers espera, e pegá-los antes da submissão é sempre menos dispendioso do que descobri-los após o início da produção.
Pronto para transformar o seu projeto num quadro real?
Compreender estes fundamentos fará de você um designer de PCB mais eficaz desde o seu primeiro layout e reduzirá substancialmente o atrito entre design e produção.
Quando você estiver pronto para passar do projeto para a fabricação, a DuxPCB oferece serviços completos de fabricação e montagem de PCB, de protótipos únicos a corridas de produção em grande volume.A nossa equipa pode apoiar o seu projeto com revisão DFM, fornecimento de componentes, SMT e montagem através de buracos, e entrega completa de PCBA.
Entre em contato com a DuxPCB hoje mesmo para obter uma cotação gratuita e uma revisão do DFM e faça com que o seu projeto seja construído da primeira vez.
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