Le guide ultime de la conception de schémas de circuits imprimés

La conception de la configuration des circuits imprimés est une étape clé dans la fabrication des cartes de circuits imprimés. Une disposition raisonnable des circuits imprimés est propice au contrôle des coûts de production et à la garantie d'une grande fiabilité. Au contraire, une disposition de PCB déraisonnable ne peut pas répondre à la fabricabilité, rendant la fonction PCB limitée ou même causant une variété de problèmes, tels que les pannes de circuit, ce qui augmente le coût de fabrication et retarde le temps de production. Aujourd'hui, les gens ont des exigences de plus en plus élevées pour les appareils électroniques, et les PCB utilisés sont de plus en plus complexes et compacts. Un petit PCB doit remplir plusieurs fonctions, ce qui apporte sans aucun doute de plus grands défis à la conception de la configuration des circuits imprimés. Et il y a un certain nombre d'aspects à prendre en compte dans la conception de la disposition des PCB. Dans cet article, nous avons expliqué le processus de conception de la disposition des PCB, énuméré les aspects les plus critiques qui doivent être pris en compte lors de la conception, ainsi que quelques problèmes courants à éviter. Lisons la suite.

Quelles sont les étapes de la conception de circuits imprimés?

Création d'un circuit imprimé fonctionnel (PCB) nécessite une planification et une exécution minutieuses sur de nombreuses phases. C’est un effort de collaboration entre ingénieurs électriciens, ingénieurs mécaniques, Concepteurs de PCB, s'assurer que les processus de conception de PCB. Voici un aperçu plus approfondi du processus de conception de PCB de bout en bout:

1. Développer le diagramme schématique.

Le schéma capture conceptuellement le circuit électronique, cartographier Composants PCB comme des résistances, condensateurs, circuits intégrés et leurs interconnexions sans égard à la disposition physique. Un logiciel de capture schématique est utilisé pour numériser le schéma pour la conception de PCB.

2. Sélectionnez la pile de cartes.

Cela fait référence à la stratification et à la composition du PCB lui-même.. Facteurs comme le nombre de couches, matériaux diélectriques, paramètres d'impact de l'épaisseur du cuivre et de la largeur de trace tels que l'impédance, ce qui affecte l'intégrité du signal. Le stackup doit être compatible avec les besoins de performances du circuit.

3. Décrire les règles de conception et les exigences de fabrication.

Fabrication de PCB a des normes strictes fixées par des organisations telles que IPC. Ceux-ci couvrent un espacement minimum des traces, taille du trou, superposition de masque et plus. Avoir un partenaire PCB connaissant bien ces spécifications permet d'éviter les erreurs ou les cartes défectueuses.

4. Organiser les composants et les empreintes.

Avec le schéma comme guide, La disposition du PCB commence par le placement des empreintes de composants et l'attribution de désignateurs de référence. Les directives de placement aident à minimiser le bruit et les interférences électriques. Les fiches techniques des composants fournissent les détails nécessaires au positionnement et à l'orientation.

5. Inclure des trous de perçage pour les vias et les broches.

Les vias fournissent des interconnexions verticales entre les couches. De nombreux circuits flexibles double face nécessitent des trous traversants plaqués. Les dimensions et emplacements des trous sont spécifiés.

6. Connecter les traces pour les conducteurs.

Les traces sont les lignes de cuivre qui forment les chemins conducteurs entre les différents composants selon la disposition schématique. Les outils de routage automatique facilitent cette tâche, mais un routage manuel est souvent nécessaire..

7. Intégrer des points de test, étiquettes et marquages.

Les points de test facilitent les tests et le dépannage. Identifiants, marquages ​​de polarité, les numéros de version et d'autres informations textuelles sont ajoutés, généralement par sérigraphie ou gravure.

8. Vérifier les règles de conception et générer les fichiers de fabrication.

La disposition du tableau terminée est soumise à des contrôles finaux pour détecter toute violation des règles de conception.. Ensuite, les fichiers de fabrication et d'assemblage sont générés, contenant toutes les données nécessaires à la fabrication des PCB.

Avec un design entièrement défini, le PCB passe à l'étape de fabrication, où le plan électronique est transformé en une carte physique prête à être remplie avec des composants. L'ensemble du processus nécessite une collaboration étroite entre de nombreuses disciplines.

Considérations clés sur la conception de la disposition des circuits imprimés

1. La taille&Forme de planche nue

La première chose à considérer dans la conception de la disposition des circuits imprimés est la taille, forme, et le nombre de couches de la carte nue. La taille de la carte nue est souvent déterminée par la taille du produit électronique final, et la taille de la zone détermine si tous les composants électroniques requis peuvent être placés. S'il n'y a pas assez d'espace, vous pouvez envisager d'utiliser un multicouche ou Conception IDH. Par conséquent, il est crucial d'estimer la taille de la carte avant de commencer la conception. La seconde est la forme du PCB. Dans la plupart des cas, ils sont rectangulaires, mais il existe également des produits qui nécessitent l'utilisation de PCB de forme irrégulière, qui ont également un grand impact sur le placement des composants. Le dernier est le nombre de couches du PCB. D'un côté, une PCB multicouche peut nous permettre de réaliser des conceptions plus complexes et d'apporter des fonctions plus riches, mais ajouter une couche de plus augmentera le coût de production, il doit donc être déterminé au début de la conception. couches spécifiques.

2. Processus de manufacture

Le processus de fabrication pour produire le PCB est une autre considération importante. Différentes méthodes de fabrication entraînent différentes contraintes de conception, y compris la méthode d'assemblage PCB, qu'il faut aussi considérer. Différentes technologies d'assemblage telles que SMT et THT vous obligera à concevoir le PCB de différentes manières. La chose la plus critique est de confirmer avec le fabricant qu'il est capable de produire le PCB dont vous avez besoin et qu'il possède les compétences et l'expertise nécessaires pour mettre en œuvre votre conception..

3. Matériaux et composants

En cours de conception, il est nécessaire de considérer les matériaux utilisés et si les composants circulent encore sur le marché. Certaines pièces sont difficiles à trouver qui prennent du temps et coûtent cher. Il est recommandé d'utiliser des composants plus courants pour le remplacement. Donc, le concepteur de PCB doit être expérimenté et bien informé sur l'ensemble de l'industrie de l'assemblage de PCB. MOKO dispose d'une équipe professionnelle de conception de circuits imprimés et d'approvisionnement en composants. Nos connaissances professionnelles et notre chaîne d'approvisionnement complète nous permettent de sélectionner les matériaux et les composants les plus appropriés pour les clients’ projets, et fournir la conception de PCB la plus fiable dans le budget du client. en plus, vous pouvez consulter notre autre blog pour en savoir plus sur les matériaux PCB: https://www.mokotechnology.com/pcb-material/

4. Emplacement des composants

La conception du circuit imprimé doit tenir compte de l'ordre de placement des composants. L'organisation correcte des positions des composants peut réduire les étapes d'assemblage requises, améliorer l'efficacité et réduire les coûts. Notre ordre de placement recommandé est les connecteurs, circuits de puissance, circuits de précision, circuits critiques, et enfin le reste des composants. en plus, nous devons également remarquer qu'une dissipation thermique excessive du PCB peut dégrader les performances. Lors de la conception de la disposition du PCB, Considérez quels composants dissiperont le plus de chaleur, garder les composants critiques à l'écart des composants à haute température, puis envisagez d'ajouter des dissipateurs de chaleur et des ventilateurs de refroidissement pour abaisser la température des composants. S'il y a plusieurs composants qui génèrent de la chaleur, ces composants doivent être distribués à différents endroits, et ils ne peuvent pas être concentrés en un seul endroit. D'autre part, le sens de placement des composants doit également être pris en compte. Généralement, il est recommandé de placer des composants similaires dans la même direction, ce qui est propice à l'amélioration de l'efficacité du soudage et à la réduction des erreurs. Il est à noter que les pièces ne doivent pas être placées du côté soudure du PCB, mais doit être placé derrière les pièces traversantes plaquées.

5. Plans de puissance et de masse

Les plans d'alimentation et de masse doivent toujours être conservés à l'intérieur de la carte et doivent être centrés et symétriques, qui est une ligne directrice de base pour la conception de la disposition des PCB. Parce que cette conception peut empêcher la carte de circuit imprimé de se plier, ce qui fait que les composants se déplacent de leur position d'origine. Un placement raisonnable de la masse d'alimentation et de la masse de contrôle peut réduire les interférences de haute tension dans le circuit. Il faut séparer au maximum les plans de masse de chaque étage de puissance, et si inévitable, s'assurer au moins qu'ils sont situés à l'extrémité du chemin d'alimentation.

6. Intégrité du signal et problèmes RF

La qualité de la conception de la disposition du circuit imprimé détermine également l'intégrité du signal de la carte de circuit imprimé et si elle sera soumise à des interférences électromagnétiques et à d'autres problèmes. Pour éviter les problèmes de signal, conception pour éviter que les pistes ne courent parallèlement les unes aux autres, car les traces parallèles auront plus de diaphonie et causeront divers problèmes. Et si les pistes doivent se croiser, il faut les croiser à angle droit, ce qui réduit la capacité et l'inductance mutuelle entre les lignes. Également, si des composants avec une génération électromagnétique plus élevée ne sont pas nécessaires, il est recommandé d'utiliser des composants semi-conducteurs produisant un faible rayonnement électromagnétique, qui contribue également à l'intégrité du signal.

Erreurs courantes à éviter dans la conception de la configuration des circuits imprimés

1. Ignorer la coopération avec les fabricants

C'est un malentendu courant que de nombreux ingénieurs pensent qu'il est bon de simplement donner les fichiers de conception au fabricant avant de commencer la fabrication.. En réalité, il est préférable de le partager avec le fabricant lors de la conception de la première ébauche de la disposition du PCB. Ils examineront la conception du circuit imprimé en fonction de leur riche expérience de fabrication et trouveront des problèmes que vous ne pouvez pas trouver, afin d'assurer la fabricabilité de la conception.

2. Trop près du bord

Les composants ne peuvent pas être trop près du bord du circuit imprimé, et ils doivent être maintenus à une distance appropriée, autrement, les composants ont tendance à se casser car ils sont trop près du bord. Et ce problème, les fabricants expérimentés peuvent souvent trouver quand ils obtiennent les fichiers de conception et demander aux ingénieurs d'apporter des modifications, comme placer un itinéraire autour du bord pour résoudre le danger caché.

3. Ignorer la vérification de la conception de la configuration du PCB

Lorsqu'il vous faut beaucoup de temps et d'énergie pour terminer la conception du PCB, vous ne pouvez pas attendre pour entrer dans le processus de production, alors tu as tort. La vérification de la conception du PCB ne doit pas être ignorée, autrement, ça va apporter de gros ennuis. Imaginez attendre que la production de PCB ait déjà commencé pour trouver le problème, cela fera perdre beaucoup de temps et entraînera de plus grandes pertes économiques. Donc, nous devons vérifier la conception plusieurs fois pour nous assurer qu'il n'y a pas d'erreurs avant de pouvoir la mettre en production. Nous suggérons d'effectuer Vérification des règles électriques (ERC) et vérification des règles de conception, ces deux systèmes peuvent nous aider à vérifier si les conceptions répondent aux exigences de fabrication courantes, exigences électriques à grande vitesse, et plus, et d'identifier rapidement les problèmes de conception potentiels et de les corriger rapidement.

4. Complique la conception des circuits imprimés

Certaines conceptions complexes doivent être évitées autant que possible, sauf si cela est essentiel, autrement, il faudra du temps et des coûts supplémentaires pour fabriquer. Par exemple, les pièces sous-dimensionnées compliqueront la production. Si la carte dispose de suffisamment d'espace pour accueillir des composants plus volumineux, les composants de grande taille doivent être sélectionnés, ce qui est plus conforme à la fabricabilité du produit. En bref, il est bien préférable de passer plus de temps dans la phase de conception pour simplifier la mise en page et répondre aux exigences fonctionnelles, ce qui sera bénéfique pour améliorer la vitesse et la qualité de la production.

Faites équipe avec un fournisseur de PCB clé en main

En tout, La conception de la configuration des circuits imprimés n'est pas une tâche facile, si vous n'êtes pas compétent, alors peut-être pouvez-vous demander l'aide d'un fournisseur de PCB clé en main. Outre la fabrication, ils se spécialisent également dans la conception et l'ingénierie des circuits imprimés.

MOKO Technology fournit des solutions PCB à guichet unique, de la conception du PCB à la production, Assemblée, et tests, nous avons ce qu'il vous faut. Nous avons une équipe d'ingénieurs professionnels avec plus de dix ans d'expérience dans l'industrie des PCB, concevoir et produire des circuits imprimés pour des clients de diverses industries. Si vous n'êtes pas sûr que la conception de votre circuit imprimé soit correcte, s'il vous plaît Nous contacter, et nos experts évalueront votre conception et feront des suggestions de fabrication. Ou vous pouvez nous externaliser le service de conception de PCB et nous pouvons transformer votre idée en un produit dans les plus brefs délais.