La guía definitiva para el diseño de diseño de PCB

El diseño del diseño de PCB es un paso clave en la fabricación de placas de circuito.. Un diseño de PCB razonable es propicio para controlar el costo de producción y garantizar una alta confiabilidad. De lo contrario, un diseño de PCB irrazonable no puede cumplir con la capacidad de fabricación, hacer que la función de PCB sea limitada o incluso causar una variedad de problemas, como fallas en los circuitos, que aumentan el coste de fabricación y retrasan el tiempo de producción. Hoy en día, las personas tienen requisitos cada vez más altos para los dispositivos electrónicos, y los PCB utilizados son cada vez más complejos y compactos. Una pequeña PCB necesita lograr múltiples funciones, lo que sin duda trae mayores desafíos al diseño de diseño de PCB. Y hay una serie de aspectos a considerar en el diseño de diseño de PCB. En este articulo, Hemos explicado el proceso de diseño del diseño de PCB., Enumeró los aspectos más críticos que deben considerarse durante el diseño., así como algunos problemas comunes que deben evitarse. sigamos leyendo.

¿Cuáles son los pasos para el diseño de PCB??

Creando una placa de circuito impreso funcional (tarjeta de circuito impreso) Requiere una planificación y ejecución cuidadosas en muchas fases.. Es un esfuerzo de colaboración entre ingenieros eléctricos., Ingenieros mecánicos, diseñadores de PCB, asegurar que los procesos de diseño de PCB. Aquí hay una mirada más profunda al proceso de diseño de PCB de extremo a extremo.:

1. Desarrollar el diagrama esquemático..

El esquema captura conceptualmente el circuito electrónico., planeando componentes de PCB como resistencias, condensadores, Circuitos integrados y sus interconexiones sin tener en cuenta el diseño físico.. El software de captura de esquemas se utiliza para digitalizar el esquema para el diseño de PCB..

2. Seleccione la acumulación del tablero.

Esto se refiere a las capas y composición del propio PCB.. Factores como el número de capas., materiales dieléctricos, El espesor del cobre y el ancho de la traza afectan parámetros como la impedancia., lo que afecta la integridad de la señal. El apilamiento debe ser compatible con las necesidades de rendimiento del circuito..

3. Describir las reglas de diseño y los requisitos de fabricación..

Fabricación de PCB tiene estándares estrictos establecidos por organizaciones como IPC. Estos cubren el espacio mínimo entre trazas., tamaño del agujero, superposición de máscara y más. Tener un socio de PCB que conozca bien estas especificaciones ayuda a evitar errores o placas defectuosas..

4. Organizar componentes y huellas..

Con el esquema como guía., El diseño de PCB comienza colocando huellas de componentes y asignando designadores de referencia.. Las pautas de colocación ayudan a minimizar el ruido eléctrico y las interferencias.. Las hojas de datos de los componentes proporcionan los detalles necesarios para el posicionamiento y la orientación..

5. Incluye taladros para vías y pines..

Las vías proporcionan interconexiones verticales entre capas.. Muchos circuitos flexibles de doble cara requieren orificios pasantes chapados.. Se especifican las dimensiones y ubicaciones de los orificios..

6. Conectar pistas para conductores..

Las trazas son las líneas de cobre que forman las vías conductoras entre diferentes componentes según el diseño esquemático.. Las herramientas de enrutamiento automático ayudan con esto, pero a menudo se requiere enrutamiento manual..

7. Integrar puntos de prueba, etiquetas y marcas.

Los puntos de prueba facilitan las pruebas y la resolución de problemas. Identificadores, marcas de polaridad, Se agregan números de versión y otra información de texto., generalmente mediante serigrafía o grabado.

8. Verificar reglas de diseño y generar archivos de fabricación..

El diseño del tablero completo se somete a controles finales para detectar violaciones de las reglas de diseño.. Luego se generan los archivos de fabricación y ensamblaje., que contiene todos los datos necesarios de fabricación de PCB.

Con el diseño totalmente definido, la PCB avanza a la etapa de fabricación, donde el plano electrónico se transforma en un tablero físico listo para ser poblado con componentes. Todo el proceso requiere una estrecha colaboración entre muchas disciplinas..

Consideraciones clave sobre el diseño de diseño de PCB

1. El tamaño&Forma de tablero desnudo

Lo primero a considerar en el diseño de PCB es el tamaño, forma, y número de capas del tablero desnudo. El tamaño de la placa desnuda suele estar determinado por el tamaño del producto electrónico final., y el tamaño del área determina si se pueden colocar todos los componentes electrónicos necesarios. Si no hay suficiente espacio, usted puede considerar el uso de una capa múltiple o diseño IDH. Por lo tanto, es crucial estimar el tamaño del tablero antes de comenzar el diseño. El segundo es la forma de la PCB.. En la mayoría de los casos, son rectangulares, pero también hay algunos productos que requieren el uso de PCB de forma irregular, que también tienen un gran impacto en la colocación de los componentes. El último es el número de capas de la PCB.. Por un lado, a placa de circuito impreso multicapa puede permitirnos llevar a cabo diseños más complejos y aportar funciones más ricas, pero agregar una capa más aumentará el costo de producción, por lo que debe determinarse al principio del diseño.. capas específicas.

2. Procesos de manufactura

El proceso de fabricación para producir la PCB es otra consideración importante.. Diferentes métodos de fabricación conllevan diferentes restricciones de diseño., incluyendo el método de montaje de PCB, que también hay que considerar. Diferentes tecnologías de montaje como SMT y THT requerirá que diseñe la PCB de diferentes maneras. Lo más importante es confirmar con el fabricante que es capaz de producir la placa de circuito impreso que necesita y que tiene las habilidades y la experiencia necesarias para implementar su diseño..

3. Materiales y Componentes

En proceso de diseño, es necesario considerar los materiales utilizados y si los componentes siguen circulando en el mercado. Algunas partes son difíciles de encontrar que consumen mucho tiempo y son costosas. Se recomienda utilizar algunos componentes más comunes para el reemplazo.. Por lo tanto, el diseñador de PCB debe tener experiencia y conocimientos sobre toda la industria de ensamblaje de PCB. MOKO tiene un equipo profesional de adquisición de componentes y diseño de PCB. Nuestro conocimiento profesional y la completa cadena de compras nos permiten seleccionar los materiales y componentes más adecuados para los clientes.’ proyectos, y proporcionar el diseño de PCB más confiable dentro del presupuesto del cliente. Adicionalmente, Puede consultar nuestro otro blog para obtener más información sobre los materiales de PCB.: https://www.mokotechnology.com/pcb-material/

4. Colocación de componentes

El diseño de PCB debe considerar el orden de colocación de los componentes. La organización adecuada de las posiciones de los componentes puede reducir los pasos de montaje necesarios, mejorar la eficiencia y reducir los costes. Nuestro orden de colocación recomendado es conectores, circuitos de potencia, circuitos de precisión, circuitos críticos, y por ultimo el resto de componentes. Adicionalmente, también debemos notar que la disipación de calor excesiva de la PCB puede degradar el rendimiento. Al diseñar el diseño de PCB, considere qué componentes disiparán la mayor cantidad de calor, mantenga los componentes críticos alejados de los componentes de alta temperatura, y luego considere agregar disipadores de calor y ventiladores de enfriamiento para reducir la temperatura del componente. Si hay varios componentes que generan calor, estos componentes deben distribuirse en diferentes ubicaciones, y no se pueden concentrar en un solo lugar. Por otra parte, la dirección de colocación de los componentes también debe tenerse en cuenta. Generalmente, se recomienda colocar componentes similares en la misma dirección, lo que es propicio para mejorar la eficiencia de la soldadura y reducir los errores. Cabe señalar que las piezas no deben colocarse en el lado de soldadura de la PCB, pero debe colocarse detrás de las piezas de orificio pasante enchapadas.

5. Planos de potencia y tierra

Los planos de potencia y tierra siempre deben mantenerse dentro del tablero y deben estar centrados y simétricos., que es una guía básica para el diseño de diseño de PCB. Porque este diseño puede evitar que la placa de circuito se doble, lo que hace que los componentes se desplacen de su posición original.. La colocación razonable de tierra de alimentación y tierra de control puede reducir la interferencia de alto voltaje en el circuito. Necesitamos separar los planos de tierra de cada etapa de potencia tanto como sea posible, y si es inevitable, al menos asegúrese de que estén ubicados al final de la ruta de suministro.

6. Integridad de la señal y problemas de RF

La calidad del diseño de la placa de circuito impreso también determina la integridad de la señal de la placa de circuito y si estará sujeta a interferencias electromagnéticas y otros problemas.. Para evitar problemas de señal, diseño para evitar correr pistas paralelas entre sí, ya que las trazas paralelas tendrán más diafonía y causarán varios problemas. Y si las pistas necesitan cruzarse entre sí, deben cruzarse en ángulo recto, que reduce la capacitancia y la inductancia mutua entre las líneas. también, si no se requieren componentes con mayor generación electromagnética, se recomienda utilizar componentes semiconductores que produzcan baja radiación electromagnética, que también ayuda con la integridad de la señal.

Errores comunes a evitar en el diseño de diseño de PCB

1. Ignorar la cooperación con los fabricantes.

Es un malentendido común que muchos ingenieros piensen que está bien simplemente entregar los archivos de diseño al fabricante antes de comenzar la fabricación.. De hecho, es mejor compartirlo con el fabricante cuando se diseñe el primer borrador del diseño de PCB. Revisarán el diseño de PCB de acuerdo con su rica experiencia en fabricación y encontrarán problemas que usted no puede encontrar, para asegurar la fabricabilidad del diseño.

2. Demasiado cerca del borde

Los componentes no pueden estar demasiado cerca del borde de la placa de circuito., y deben mantenerse a una distancia adecuada, de otra manera, los componentes son propensos a romperse debido a que están demasiado cerca del borde. y este problema, los fabricantes experimentados a menudo pueden encontrar cuando obtienen los archivos de diseño y piden a los ingenieros que realicen cambios, como colocar una ruta alrededor del borde para resolver el peligro oculto.

3. Ignorar la verificación del diseño de diseño de PCB

Cuando le lleva mucho tiempo y energía completar el diseño de PCB, no puede esperar para entrar en el proceso de producción, entonces estas equivocado. La verificación del diseño de PCB no debe ser ignorada, de otra manera, traerá grandes problemas. Imagínese esperar hasta que la producción de PCB ya haya comenzado para encontrar el problema., perderá mucho tiempo y traerá mayores pérdidas económicas. Por lo tanto, necesitamos verificar el diseño varias veces para asegurarnos de que no haya errores antes de que pueda ponerse en producción. Sugerimos realizar Comprobación de reglas eléctricas (ERC) y verificación de reglas de diseño, estos dos sistemas pueden ayudarnos a verificar si los diseños cumplen con los requisitos de fabricación comunes, requisitos eléctricos de alta velocidad, y más, e identifique problemas de diseño potenciales temprano y corríjalos rápidamente.

4. Complica el diseño de PCB

Algunos diseños complejos deben evitarse en la medida de lo posible a menos que sea esencial, de otra manera, tomará más tiempo y costo para fabricar. Por ejemplo, las piezas de tamaño insuficiente complicarán la producción. Si la placa tiene suficiente espacio para acomodar componentes más grandes, deben seleccionarse componentes de gran tamaño, que está más en línea con la capacidad de fabricación del producto. En breve, es mucho mejor pasar más tiempo en la etapa de diseño para simplificar el diseño y cumplir con los requisitos funcionales, lo que será beneficioso para mejorar la velocidad y la calidad de la producción.

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Considerándolo todo, El diseño del diseño de PCB no es un trabajo fácil, si no eres experto en eso, entonces tal vez pueda pedir ayuda a un proveedor de PCB llave en mano. Además de fabricar, también se especializan en diseño e ingeniería de PCB.

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