Das Leiterplattendesign basiert auf dem Schaltplan und implementiert die vom Schaltungsdesigner geforderten Funktionen. Leiterplattendesign, auch Layoutdesign genannt, die eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigen muss, wie z. B. die Anordnung externer Verbindungen, das Layout interner elektronischer Komponenten, das Layout von Metallverdrahtungen und Vias, Elektromagnetischer Schutz, und so weiter. Gut PCB-Layout-Design können Sie Produktionskosten sparen und die Leistung von Leiterplatten verbessern, während eine schlecht gestaltete Leiterplatte zu einer eingeschränkten Platinenfunktionalität und sogar zum Ausfall ganzer Platinen führen kann. Daher ist es von großer Bedeutung, sicherzustellen, dass Ihre Leiterplatten gut gestaltet sind, Hier erklären wir die wichtigsten Schritte des PCB-Designprozesses und einige Faktoren, die vor dem Design berücksichtigt werden sollten.
PCB Design Verfahren
- Konzeptentwicklung
Als ersten Schritt müssen wir den Zweck des PCB-Designs bestimmen, die wir das konzeptionelle Design des Boards nennen. In diesem Stadium, Wir müssen definieren, welche Funktionen die Leiterplatte haben wird, welche Eigenschaften es haben wird, die Verbindungen zu anderen Schaltungen, die ungefähre Größe, wo es im Endprodukt platziert wird, und müssen auch die Betriebsumgebung einschließlich der ungefähren Temperatur berücksichtigen, Feuchtigkeit und so weiter.
- Schaltplan zeichnen
Wenn wir das endgültige Konzeptdesign festlegen, wir werden zur nächsten Phase übergehen: zeichne den Schaltplan. Der Schaltplan enthält alle Informationen, die für das ordnungsgemäße Funktionieren der elektrischen Komponenten der Leiterplatte erforderlich sind, einschließlich der Komponentennamen, Werte, Bewertungen, und so weiter. Gleichzeitig, Sie sollten auch die Stückliste erstellen (GUT) die sehr detaillierte Informationen wie die Teilenummer umfasst, Referenzbezeichner, Beschreibung, Menge, Paket, usw, und bitte halten Sie diese beiden Dokumente immer auf dem neuesten Stand, wenn Sie das PCB-Design geändert haben.
- Erstellen Sie ein Blockdiagramm auf Platinenebene
Im dritten Schritt, Wir müssen ein Blockdiagramm auf Platinenebene erstellen, die sich auf eine Zeichnung bezieht, die die genauen Endabmessungen der Leiterplatten beschreibt. Jeder Bereich im Diagramm sollte deutlich als Blöcke gekennzeichnet sein, Komponenten, und Einschränkungen.
- Bestimmen Sie die Komponentenplatzierung
In dieser Phase, Wir werden entscheiden, wo jede Komponente auf der Platine platziert wird. Während dieses Prozesses, Sie können viele Arbeitsschritte durchlaufen, bis Sie die endgültige Entscheidung treffen, was ganz normal ist. Da wir sicherstellen müssen, dass jede Komponente genau an der richtigen Stelle platziert wird, um die Qualität und Leistung der Leiterplatte zu maximieren.
- Legen Sie das Circuit-Routing fest
Da die Position jeder Komponente bestätigt wird, Jetzt müssen wir das Circuit-Routing einrichten, um das Routing und die Routing-Priorität des Circuits zu bestimmen.
- Testen
Im letzten Schritt, Wir müssen eine Reihe von Tests durchführen, um sicherzustellen, dass das Design alle unsere Anforderungen erfüllt. Wenn das Design gut getestet ist, dann können wir zum Herstellungsprozess übergehen, wenn nicht, Wir müssen Anpassungen basierend auf dem ursprünglichen PCB-Design vornehmen.
Überlegungen zum PCB-Design
Board-Einschränkungen
Board-Einschränkungen, einschließlich Brettgröße und -form, müssen beim Design einer Leiterplatte berücksichtigt werden. Zuerst, Wir müssen bestätigen, dass die Schaltung genügend Platz hat. Die Größe einer Leiterplatte wird von einer Reihe von Faktoren beeinflusst, wie die Größe und Funktionalität des Endprodukts. Mit dem Fortschritt der Technologie und Änderungen in der Verbrauchernachfrage, Elektronische Produkte werden immer kleiner und vielseitiger, was sich auch stark auf das PCB-Design auswirkt. Deshalb, Es ist wichtig, die PCB-Größen abzuschätzen, bevor Sie mit dem Design beginnen. Wenn der Platz nicht ausreicht, Möglicherweise müssen wir eine mehrschichtige oder hochdichte Verbindung verwenden (HDI) Design, um die gewünschte Funktionalität zu erreichen. Apropos Form, Wir gestalten die Leiterplatte im Allgemeinen in einem Rechteck, aber für einige Produkte mit unregelmäßigen Formen, Die verwendete Leiterplatte muss auch in einer speziellen Form gestaltet werden, obwohl es die Kosten erhöhen wird. inzwischen, Wir müssen die Anzahl der Schichten früh im PCB-Design berücksichtigen. Das Entwerfen einer Leiterplatte mit mehr Schichten erhöht die Kosten, aber es erlaubt uns, eine Leiterplatte mit fortgeschritteneren Funktionen zu entwerfen.
Herstellungsprozess
Bevor Sie mit dem PCB-Design beginnen, Wir müssen den Herstellungsprozess der Leiterplatte berücksichtigen, da unterschiedliche Prozesse unterschiedliche Beschränkungen und Einschränkungen haben. Referenzlöcher, die mit dem Herstellungsprozess auf der Platine funktionieren, sind erforderlich, und wir sollten mit Komponenten entwickeln, die von den PCB-Löchern entfernt sind. Auf der anderen Seite, Wir müssen die Rohstoffe für die Herstellung der Leiterplatte und die Montagemethode berücksichtigen, zum Beispiel, in manchen Fällen, Sie erfordern die gleichzeitige Verwendung von durchkontaktierten und oberflächenmontierten Komponenten. Zusätzlich, Kommunikation mit dem Hersteller, um sicherzustellen, dass er in der Lage ist, den erforderlichen Plattentyp herzustellen.
Überlegungen zu Komponenten und Materialien
Bevor Sie mit dem PCB-Design beginnen, Wir sollten die Materialien und Komponenten herausfinden, die für das Board verwendet werden. Das Design kann sich je nach Material und Komponenten ändern, und es dauert einige Zeit, die geeigneten Materialien und Komponenten für die Platine auszuwählen. Zuerst, Wir müssen bestätigen, dass sie verfügbar sind, da einige Materialien und Komponenten auf dem Markt schwer zu finden sind. inzwischen, Wir sollten sicherstellen, dass die gewünschten Artikel innerhalb des Budgets erhältlich sind. zuletzt, Wir müssen auch sicherstellen, dass unsere Konstruktionen die Stärken dieser Materialien und Komponenten maximieren können.
Reihenfolge der Komponentenplatzierung
Es bezieht sich auf den Prozess, der die Reihenfolge beinhaltet, in der wir die Komponenten auf der Platine platzieren. Wir empfehlen, zuerst Stecker und Stromkreise hinzuzufügen, gefolgt von Präzisionsschaltungen, kritische Schaltungen, und dann andere Elemente. Während des Prozesses, Wir müssen Routing- und Generierungsfunktionen berücksichtigen, Lärmanfälligkeit, Routing-Priorität, und Leistungsstufen. Wenn wir die Komponenten in der falschen Reihenfolge platzieren, kann es zu widersprüchlichen Leiterbahnen oder Komponenten kommen, und wir müssen zurück zur Reißbrettphase.
Platzierungsort
Die Platzierung von Komponenten beeinflusst die Leistung der Leiterplatte und kann manchmal über Erfolg oder Misserfolg des Endprodukts entscheiden. Damit Sie die gewünschten Ergebnisse erzielen, Wir empfehlen, die Komponenten nicht zu nahe zu platzieren, was viele negative Auswirkungen mit sich bringen wird. Zuerst, es behindert die Automatisierung der Platzierungskomponenten, was zu langsamen Tests führen würde. Die Maschine oder der Ingenieur muss beim Platzieren und Testen der Platine besonders vorsichtig sein, wenn die Komponenten zu eng platziert sind. Zweite, es würde auch mehr Zeit in der Herstellungsphase verbringen, da Ingenieure langsam und vorsichtig vorgehen müssen. Es wird empfohlen, mindestens zuzulassen 100 Mil Abstand zwischen dem Bauteil und dem Rand der Leiterplatte.
Orientierung und Organisation
Wenn wir die Leiterplatte entwerfen, Wir sollten beachten, dass alle elektronischen Komponenten auf der Platine in die gleiche Richtung ausgerichtet sein sollten, was dazu beitragen kann, die Herstellungs- und Montageeffizienz zu verbessern, indem jegliche Verwirrung beseitigt wird, insbesondere im Lötprozess.
So reduzieren Sie Risiken beim PCB-Design
Wenn wir das mögliche Risiko vorhersagen können, dann gelingt das Leiterplattendesign leichter. Der entscheidende Punkt zum Erreichen des Ziels ist die Signalintegrität im PCB-Design. Lassen Sie uns gemeinsam die relevanten Inhalte herausfinden.
Für das Design elektronischer Systeme, Die Chiplieferanten haben die Herstellung vieler Produktlösungen abgeschlossen, einschließlich der Art des zu verwendenden Chips, wie man externe Schaltungen aufbaut, und so weiter. Hardware-Ingenieure müssen das Prinzip der Schaltung oft nicht beachten, sie müssen nur Leiterplatten selbst herstellen. jedoch, Probleme würden beim PCB-Design auftreten, wie PCB-Design aus Instabilität, oder die Leiterplattenbestückungsplatinen funktionieren nicht not. Für einige große Unternehmen, Viele Chiphersteller bieten technischen Support für PCB-Design-Anleitungen. Aber einige kleine und mittlere Unternehmen haben es schwer, diese Unterstützung zu bekommen, Sie können zeitweise einen Leiterplatten-Prototypen herstellen, oder kostet sehr viel Zeit beim Debuggen. Eigentlich, All dies kann vermieden werden, wenn wir die Methoden des Systemdesigns verstehen. Im Folgenden sind drei Fähigkeiten aufgeführt, um das Risiko beim PCB-Design zu verringern:
- zuerst, Wir müssen die Probleme der Signalintegrität in der Planungsphase des Layouts berücksichtigen, lass uns so gestalten: Wird das Signal von einer Leiterplatte zur anderen Leiterplatte richtig empfangen?? Das müssen wir früh auswerten. Es ist nicht schwierig, dies nur zu tun, wenn wir ein wenig über die Signalintegrität Bescheid wissen und uns der einfachen Softwarebedienung bewusst sind.
- Zweitens, während des PCB-Designprozesses, Verwendung der Simulationssoftware zur Beurteilung der spezifischen Ausrichtung, um zu sehen, ob die Signalqualität die Anforderungen erfüllen kann oder nicht. Der Simulationsprozess ist nicht so komplex, Der Schlüssel besteht darin, das Prinzip des Signalintegritätswissens zu verstehen, und benutze es zur Führung.
- Drittens, Wir müssen bei der Risikokontrolle im PCB-Design gut abschneiden. Es gibt viele Probleme, die nicht von der Simulationssoftware gelöst werden können und vom PCB-Designer kontrolliert werden müssen. Wenn wir die PCB-Design-Tipps gut beherrschen, Es wird dazu beitragen, die Fehlerwahrscheinlichkeit zu reduzieren und es ist nicht erforderlich, Leiterplatten zu verlegen, um Kosten zu sparen & Zeit, auch das Debuggen ist relativ einfach.
Effizient PCB-Design durch Verwenden CAD
Fortgeschrittene verwenden computergestütztes Design (CAD) Softwaresysteme helfen PCB-Designern, viele Layoutprobleme zu vermeiden und PCBs besser zu erstellen. Nachfolgend sind einige Vorteile aufgeführt, die CAD für uns bringen kann:
Halbautomatische Designprozesse: Mit CAD-Programmen können wir die Platine entwerfen, indem wir Komponenten per Drag & Drop dorthin ziehen, wo wir sie benötigen. Einige CAD-Systeme können uns sogar bei der Erstellung der Leiterbahnen helfen, die uns auch bewegen lassen, Komponenten hinzufügen oder entfernen oder nach Bedarf umleiten. In einem Wort, durch den Einsatz von CAD-Systemen, Wir können die Leiterplatte mit hoher Effizienz und Genauigkeit entwerfen.
Designvalidierung: Ein CAD-System kann verwendet werden, um zu überprüfen, ob unser PCB-Design gültig ist, indem seine Toleranzen getestet werden, Kompatibilität, Komponentenplatzierung, und so weiter. Einige Systeme können sogar Fehler in Echtzeit finden, die dazu beitragen, negative Auswirkungen zu minimieren und zu eliminieren, bevor wir zur Herstellungsphase übergehen.
Dateigenerierung: CAD-Systeme können uns helfen, Gerber-Dateien und andere Dateiformate zu generieren, die für die Fertigung benötigt werden, und diese von CAD-Software generierten Dateien sind mit hoher Genauigkeit gekennzeichnet.
Regel- und Vorlagenerstellung: Wir können benutzerdefinierte Regelsätze mithilfe von CAD-Programmen erstellen und speichern und sie mit Designern teilen, um die Funktionalität der Software zu verbessern. Außerdem, Wir können Vorlagen erstellen, die für zukünftige PCB-Designs sehr praktisch sind.
Das Design einer guten Leiterplatte erfordert viel Fachwissen und Erfahrung, was keine Kleinigkeit ist. Deshalb, wenn Ihnen das Fachwissen im PCB-Design fehlt, Es ist besser, einen Fachmann damit zu beauftragen, und MOKO ist Ihre erste Wahl. Bei MOKO Technology, das PCB-Designteam mit ca 16 Jahrelange Erfahrung beherrscht das PCB-Design. Unsere Designer verwenden CAD-Systeme, um einfache bis komplexe Leiterplatten effizient und genau zu entwerfen. Zusätzlich, Wir bieten umfassende Dienstleistungen vom PCB-Design bis zur Produktion und Montage. Wir haben Zertifizierungen einschließlich ISO9001 erhalten:2015, ISO14001, ISO13485, ROHS, BSCI, UL, usw., um sicherzustellen, dass wir unseren Kunden stets hochwertige Leiterplatten und den besten Service bieten können.
