Nếu bạn vừa cài đặt một công cụ thiết kế PCB mới và đang nhìn chằm chằm vào một tấm vải trống và tự hỏi bắt đầu từ đâu, bạn không đơn độc.Hầu hết các kỹ sư đều thoải mái với sơ đồ và lựa chọn thành phần nhưng việc nhảy đến bố cục PCB vật lý có thể cảm thấy áp đảo lúc đầuTin tốt là bằng cách học một số nguyên tắc cơ bản sớm, bạn có thể tránh những cạm bẫy phổ biến nhất và xây dựng các bảng sạch, chức năng,và sẵn sàng để sản xuất mà không cần sửa đổi tốn kém.
Tại DuxPCB, chúng tôi làm việc với các kỹ sư và nhóm sản phẩm ở mọi giai đoạn từ nguyên mẫu đầu tiên đến sản xuất hàng loạt.và gần như tất cả chúng đều bắt nguồn từ bỏ một trong những điều cơ bản được đề cập trong hướng dẫn nàyĐọc tiếp, và bạn sẽ đi trước đường cong trước khi dấu vết đầu tiên của bạn được định hướng.
Trước khi mở trình soạn thảo bố cục của bạn, hãy dành thời gian để hiểu quy trình thiết kế PCB tiêu chuẩn chảy từ đầu đến cuối.Nhảy thẳng vào vị trí mà không có một bức tranh rõ ràng của dòng chảy công việc đầy đủ là một trong những cách nhanh nhất để tạo lại công việc cho chính mình sau này.
Dòng công việc thiết kế PCB tiêu chuẩn theo trình tự sau:
Hiểu được trình tự này quan trọng bởi vì mỗi bước phụ thuộc vào bước trước đó.Xây dựng thói quen tốt xung quanh quy trình làm việc ngay từ đầu tiết kiệm thời gian đáng kể trên mỗi thiết kế tiếp theo.
Kế hoạch của bạn và bố cục PCB của bạn là hai đại diện của cùng một thiết kế. mọi thay đổi được thực hiện trong một phải được phản ánh trong khác. đây là một trong những quy tắc cơ bản nhất của thiết kế PCB,và vi phạm nó ngay cả tạm thời dẫn đến sự không phù hợp, mất kết nối, và sai lầm mà khó để theo dõi sau này.
Bất kỳ thay đổi nào sau đây được thực hiện trong sơ đồ của bạn phải được đẩy qua bố trí PCB trước khi bạn tiếp tục:
Phần mềm thiết kế PCB hiện đại xử lý điều này thông qua một chức năng nhập khẩu hoặc đồng bộ hóa.Thực hiện sửa đổi thành phần trong sơ đồ và nhập chúng vào bố cục không ngược lại. Kỷ luật này giữ cho dữ liệu thiết kế của bạn sạch sẽ và đảm bảo công cụ quy tắc thiết kế đọc ý định của bạn chính xác.
Bất kỳ PCB nào bạn thiết kế với ý định sản xuất như một sản phẩm vật lý cần phải có khả năng sản xuất ở quy mô lớn.Phần mềm thiết kế PCB sẽ cho phép bạn tạo hầu hết mọi thứ trên màn hình nhưng không phải tất cả mọi thứ có thể được vẽ có thể được sản xuất đáng tin cậy trong khả năng quy trình tiêu chuẩn.
Mỗi nhà thiết kế PCB được hưởng lợi từ việc dành thời gian học các nguyên tắc cơ bản của sản xuất PCB: làm thế nào mà các lớp sơn được xử lý, làm thế nào mà các lớp đồng được xây dựng, làm thế nào để khoan và mạ làm việc,những loại kết thúc bề mặt có sẵn, và những giới hạn thực tế của mỗi quy trình.Kiến thức này hình thành các quyết định thiết kế tốt hơn ngay từ đầu hơn là phát hiện ra các vấn đề trong quá trình xem xét DFM (Designing for Manufacturability) sau khi thực tế.
Các vấn đề về DFM - loại khiến các tấm được gửi trở lại để thiết kế lại trước khi sản xuất có thể bắt đầu - hầu như luôn luôn có thể tránh được.Phần lớn xuất phát từ kích thước hoặc khoảng trống đặc trưng đồng nằm ngoài những gì quy trình sản xuất được chọn có thể sản xuất đáng tin cậyHọc các giới hạn khả năng điển hình của một nhà sản xuất PCB chuẩn trước khi bạn thiết kế tiết kiệm cả thời gian và tiền bạc.
Tại DuxPCB, đội ngũ kỹ sư của chúng tôi sẵn sàng xem xét thiết kế của khách hàng về khả năng sản xuất trước khi sản xuất.tiếp cận trước khi gửi nó dễ dàng hơn nhiều để điều chỉnh một bố cục hơn để phế liệu một loạt các bảng.
Một khi bạn có kiến thức thực tế về quy trình sản xuất, các quy tắc thiết kế bắt đầu có ý nghĩa trực quan hơn là cảm thấy như những hạn chế tùy ý.Hầu hết các vấn đề về DFM đều có một trong hai nguyên nhân: các đặc điểm đồng quá nhỏ, hoặc các đặc điểm đồng quá gần nhau.
PCB thiết kế phần mềm tàu với các quy tắc thiết kế mặc định thường là bảo thủvà đôi khi không đủ bảo thủ cho khả năng của một nhà sản xuất cụ thểKhông phải mù quáng theo dõi các mặc định hoặc bỏ qua vi phạm quy tắc là cách tiếp cận đúng đắn.
Xem xét khoảng cách từ đệm đến đệm như một ví dụ thực tế. Phần mềm có thể đánh dấu một lỗi quy tắc thiết kế trên dấu chân thành phần mà khoảng cách đệm khoảng 9 mils.Nhưng nhiều nhà sản xuất có thể đáng tin cậy sản xuất khoảng trống tối thiểu của khoảng 5 mils nghĩa là quy tắc mặc định là quá hạn chếNgược lại, đẩy độ sạch dưới khả năng được nhà sản xuất của bạn tuyên bố bởi vì "nó hoạt động trên màn hình" sẽ tạo ra các vấn đề về năng suất trong sản xuất.
Cách tiếp cận chính xác là để có được các đặc điểm kỹ thuật khả năng của nhà sản xuất của bạn: chiều rộng dấu vết tối thiểu, khoảng trống tối thiểu, kích thước khoan tối thiểu, vòng tròn tối thiểu,và vân vân và thiết lập các quy tắc thiết kế của bạn để phù hợp với những giá trịThiết kế cho quá trình thực tế, không phải cho một mặc định chung.
Một trong những quan niệm sai lầm nhất trong số các nhà thiết kế PCB mới là ngần ngại sử dụng một mặt đất chuyên dụng.Điều đó rất dễ hiểu ∙ cảm giác như là cam kết toàn bộ một lớp với một mục đích duy nhấtNhưng trong thực tế, sự vắng mặt của một mặt phẳng mặt đất rắn là nguyên nhân gốc của một tỷ lệ không cân xứng của các vấn đề về tiếng ồn trong cả thiết kế kỹ thuật số và tương tự.
Một mặt phẳng mặt đất là một lớp đồng hoặc một khu vực đồng lớn dành riêng hoàn toàn cho tiềm năng mặt đất. Nó cung cấp một đường trở lại cản thấp cho mọi tín hiệu trên bảng,ức chế nhiễu điện từ, ổn định các tham chiếu điện áp, và đơn giản hóa đường dẫn của bạn bằng cách loại bỏ sự cần thiết phải chạy các dấu vết đất riêng lẻ cho mỗi thành phần.
Tiêu chuẩn hiện đại cho hầu hết các thiết kế PCB là đơn giản: sử dụng một mặt phẳng mặt đất rắn.Các trường hợp sử dụng được xác định rõ ràng thường trong các thiết kế tín hiệu hỗn hợp, nơi các miền nền analog và kỹ thuật số phải được tách biệt nhưng chúng là ngoại lệĐối với phần lớn các thiết kế kỹ thuật số và tương tự, một mặt đất vững chắc trên một lớp chuyên dụng là sự lựa chọn chính xác.
Nếu các vấn đề về tiếng ồn hoặc sự toàn vẹn tín hiệu đang ảnh hưởng đến thiết kế của bạn, hãy kiểm tra mặt đất trước. Trong hầu hết các trường hợp, bạn sẽ thấy nó không có, phân mảnh hoặc kết nối kém.
Sau khi nhập dữ liệu sơ đồ của bạn vào bố cục PCB, nhiệm vụ ngay lập tức của bạn là vị trí các thành phần không phải định tuyến.
Mục tiêu của vị trí là đặt từng thành phần để bố trí kết quả có thể định tuyến: để các dấu vết có thể được chạy giữa các pad được kết nối mà không có thay đổi lớp quá mức, mà không có vòng quanh dài,và không tạo ra các vấn đề liên kết tiếng ồn giữa các tín hiệu nhạy cảm. Một bảng đặt tốt đường nhanh chóng. Một bảng đặt kém có thể được định tuyến về mặt kỹ thuật nhưng tạo ra một bố cục hoạt động kém hoặc thất bại DFM.
Quy tắc thực tế rất đơn giản: không định tuyến bất cứ điều gì cho đến khi tất cả các thành phần được đặt và vị trí đã được xem xét và chấp thuận.Một dấu vết bạn định tuyến ngày hôm nay sẽ cần phải được xóa và định tuyến lại sau khi điều chỉnh vị trí tiếp theo.
Trong quá trình đặt, cố gắng giảm thiểu các đường băng chuột ✓ các đường nối các chân thành phần cho thấy các pad cần được kết nối.các thành phần được tổ chức trước để định tuyến hiệu quả.
Một khi vị trí được hoàn thành và xem xét, định tuyến có thể bắt đầu.
Hoàn thành bố cục không phải là kết thúc của quá trình thiết kế.trách nhiệm của bạn mở rộng để tạo ra các tập tin đầu ra sản xuất mà một nhà sản xuất sẽ sử dụng để xây dựng bảng của bạn. Phần mềm thiết kế PCB tự động hóa hầu hết các tập tin Gerber cho mỗi lớp, tập tin khoan, bản vẽ lắp ráp và ra hàng vật liệu nhưng tự động hóa không loại bỏ nhu cầu xem xét.
Các tệp Gerber là định dạng tiêu chuẩn công nghiệp để truyền thông dữ liệu lớp PCB cho các nhà sản xuất.mở Gerbers được tạo ra của bạn trong một trình xem chuyên dụng và kiểm tra chúng theo cách thủ công. Xác nhận rằng phân bổ lớp là chính xác, rằng tất cả các tính năng đồng có mặt, rằng các tập tin khoan thẳng hàng đúng với vị trí pad, và rằng không có đồ tạo tác không mong muốn đã xuất hiện.
Lỗi trong các tập tin đầu ra phổ biến hơn nhiều so với hầu hết các nhà thiết kế mong đợi, và bắt gặp chúng trước khi gửi luôn luôn ít tốn kém hơn là phát hiện chúng sau khi một sản xuất chạy bắt đầu.
Hiểu được những nguyên tắc cơ bản này sẽ giúp bạn trở thành một nhà thiết kế PCB hiệu quả hơn ngay từ lần bố trí đầu tiên của bạn và sẽ giảm đáng kể ma sát giữa thiết kế và sản xuất.
Khi bạn sẵn sàng chuyển từ thiết kế sang sản xuất, DuxPCB cung cấp các dịch vụ sản xuất PCB và lắp ráp PCB đầy đủ, từ nguyên mẫu đơn đến sản xuất khối lượng lớn.Nhóm của chúng tôi có thể hỗ trợ dự án của bạn với đánh giá DFM, nguồn cung cấp thành phần, SMT và lắp ráp lỗ thông qua, và giao hàng PCBA hoàn chỉnh.
Liên hệ với DuxPCB ngay hôm nay để có một báo giá miễn phí và đánh giá DFM và có được thiết kế của bạn được xây dựng đúng lần đầu tiên.
© DuxPCB. Tất cả các quyền được bảo lưu. Nội dung gốc được sản xuất bởi nhóm kỹ thuật DuxPCB.
