How to Design a PCB Layout: Effective Strategies You Need to Know

Waarom PCB-lay-out nodig is

We gebruiken printplaten (PCB) voor het verbinden van elektronische componenten met behulp van geleidende sporen. Dit maakt het mogelijk om elektrische circuits te prototypen en elektronische producten te vervaardigen. Massaproductie van elektronische producten op basis van PCB's is sneller en economischer in vergelijking met producten op basis van alternatieve bedradingstechnieken. Omdat in PCB's, componenten worden gelijktijdig gemonteerd en bedraad. Daarom, we moeten de PCB-indeling slechts één keer en we kunnen een groot aantal printplaten tegelijk vervaardigen.

Als het om printplaten gaat, het ontwerpen van de lay-out is het belangrijkste onderdeel, aangezien het de plaatsing van verschillende componenten en hun resulterende rollen in het gewenste product bepaalt. In deze gids, we will detail some strategies for PCB layout design, common mistakes to avoid, enzovoort., to help you design high-quality PCBs.

Eerste, wij gaan enkele van de strategieën bekijken die veel worden gebruikt bij het ontwerpen van een PCB-lay-out;

Strategieën voor het ontwerpen van PCB-lay-out

Het begint allemaal met een schema

Het is een goede gewoonte om een ​​schema van de schakeling te maken voordat u met het ontwerpen van de print begint. Het schema zal dienen als een blauwdruk voor het plaatsen van componenten en het opmaken van de sporen op de printplaat. Als u efficiënte PCB-ontwerpsoftware gebruikt, kunt u dit schema importeren en dit zal het PCB-ontwerpproces relatief eenvoudiger maken.

Nadat u dit schema hebt geïmporteerd in een intelligente PCB-ontwerpsoftware, u kunt beginnen met het plaatsen van componenten, draden, en voetafdrukken. Zodra we dit hebben gedaan, we kunnen beginnen met het ontwerpen van de PCB-layout.

De compartimenteringsbenadering

Compartimentering is een geweldige strategie voor het ontwerpen van een PCB-lay-out. We moeten bepalen wat de rol is van elk onderdeel van het circuit en het circuit vervolgens op basis van hun functie in kleine secties verdelen. Het zal helpen bij een betere visualisatie van het circuit.

U moet de componenten van elke sectie gegroepeerd houden in dezelfde regio van de printplaat. Dit zal helpen om de geleidende sporen kort te houden. Het is belangrijk omdat lange sporen elektromagnetische straling kunnen oppikken die tot ruis en interferentie kan leiden.

Je moet verschillende secties van de circuits zo rangschikken dat de stroom een ​​smal en lineair pad moet volgen. U moet ervoor zorgen dat de stroom die aan elke sectie wordt geleverd, dezelfde spanning heeft. We call this “star configuration” and it helps in accomplishing shorter traces.

Eenlagige en meerlagige benadering

Misschien vindt u het moeilijk om grote circuits te ontwerpen een enkellaags printplaat. Dit komt doordat het moeilijk is om kruispunten te vermijden tijdens het routeren van sporen. Mogelijk hebt u twee of meer lagen nodig met sporen die aan meerdere zijden van de printplaat zijn gerouteerd.

You can connect traces on one layer to the other layer by using a “via”. We know “via” as a copper-plated hole in a PCB that electrically connects the bottom layer to the top layer. U kunt ook de onderste en bovenste sporen met elkaar verbinden door gebruik te maken van het "doorgaande gat" van de ingezette elektronische componenten.

De 45^de Buigtechniek

Een goede gewoonte om PCB's te ontwerpen, is om de meeste kopersporen onder een hoek van 45 ° te buigen. Dit komt doordat de hoeken van 45 ° het elektrische pad tussen verschillende componenten verkorten in tegenstelling tot de hoeken van 90 °. Daarbovenop, zeer snelle logische signalen kunnen onder scherpe hoeken worden gereflecteerd (bijna 90 °) wat tot interferentie kan leiden.

Enkele veelvoorkomende fouten die u moet vermijden bij de lay-out van de printplaat

Hier zijn enkele van de meest voorkomende fouten tijdens PCB-layout en hoe u deze kunt vermijden.

1. Keuze van verkeerde ontwerptool

Voor het ontwerpen van een efficiënte printplaat, het is empirisch om het juiste hulpmiddel te kiezen. Als u een verkeerde of ongeschikte tool kiest voor het ontwerpen van PCB's, zal dit problemen veroorzaken zoals hogere productiekosten en langere vertragingstijden. Vandaar, we raden u ten zeerste aan om de juiste tool te kiezen die het beste aansluit bij uw PCB-ontwerpbehoeften. Er zijn veel opties om uit te kiezen en u moet goed huiswerk en onderzoek doen voordat u in een bepaalde tool investeert.

2. Incompetente lay-outtechnieken

PCB-ontwerpen zijn vaak complex omdat we ze vaak gebruiken om snellere en kleinere elektronische apparaten te maken. Er is een toenemende vraag naar elektronische schakelingen met minimale footprints. Daarom willen we PCB's maken met kleinere componenten die een kleinere footprint hebben. Als u een incompetente of ongeschikte lay-outtechniek kiest, werken de verbindingen mogelijk niet correct. Werk je met componenten met een hoger aantal pinnen en een kleinere steek, dan is het cruciaal om een ​​competente lay-outtechniek te kiezen.

3. Onjuiste dikte van koper

De dikte van koper speelt een belangrijke rol bij het opsporen en dus bij het ontwerpen van printplaten. Als de dikte niet voldoende is, zal er onvoldoende beplating in de gaten zijn. Daarom is het belangrijk om de juiste dikte van koper te bereiken als u een goed PCB-ontwerp wilt bereiken.

4. Onjuiste plaatsing van ontkoppelingscondensatoren

We gebruiken ontkoppelingscondensatoren om een ​​stabiele spanning te behouden. Deze condensatoren plaatsen we vaak op de voedingsrail. We moeten deze condensatoren inzetten in de buurt van de pin die een stabiele spanning nodig heeft. Ontkoppelingscondensatoren werken niet correct als ze uit de buurt van de pin worden geplaatst die een stabiele spanning vereist.

5. Het niet maken van back-ups van uw werk

We gebruiken verschillende datasets en software om efficiënte PCB-ontwerpen te maken. Vanwege de verschillende betrokken tools, de gegevens kunnen misplaatst raken of permanent verloren gaan als u ze niet met regelmatige tussenpozen opslaat. U moet meerdere back-ups van uw werk maken, zelfs als er een beschadigd raakt, de anderen zijn nog steeds veilig.

6. Gebrek aan ontwerprecensies

Een van de meest essentiële elementen in een PCB-ontwerp is het beoordelen van de onderlinge verbinding van de circuits en de werking van de PCB. Ontwerprecensies helpen bij het voorkomen van allerlei ontwerpfouten. Mensen hebben een bepaalde vooringenomenheid wanneer ze hun eigen werk beoordelen, daarom moet u andere mensen het PCB-ontwerp laten beoordelen, omdat ze misschien een fout tegenkomen die u misschien hebt gemist.

7. Gebrek aan communicatie

Spanning, multitasking, en vermoeidheid worden vaak waargenomen wanneer we PCB's massaal produceren. Deze factoren kunnen tot miscommunicatie leiden, wat op zijn beurt kan leiden tot hogere kosten en bedrijfstijd. Wil je dit voorkomen, zorg dan voor een goede communicatie over alle kanalen heen. Dit zal helpen bij het ontwerpen en vervaardigen van efficiënte PCB's die voldoen aan uw gewenste servicevereisten.

Top 7 PCB-ontwerptools

Er zijn tegenwoordig talloze ontwerptools voor PCB-lay-outs op de markt. U moet alle belangrijke objectief bekijken en vervolgens de juiste tool kiezen die aan al uw behoeften voldoet. Here are top 7 layout design tools which are widely used in the PCB industry:

1.Altium Designer

With powerful features like advanced 3D visualization, real-time collaboration, and seamless integration with MCAD, Altium Designer is the premier choice for the professional PCB design. niettemin, it’s powerful, but comes with the high price tag to start at $355/month.

2. Cadans Allegro

Cadence Allegro specializes in complex circuit board designs such as CPU motherboards. Signal integrity analysis is what it excels at and it provides extensive routing options along with a comprehensive component library. Its target clients are from high-end enterprise users.

3. EasyEDA

EasyEDA is a free, web-based solution that can be used both online and offline. It supports file import from other major tools and includes integrated features such as real-time component inventory integration and 3D PCB visualization.

4. KiCAD

For low to medium complexity boards, there is an open source alternative – KiCAD. Cross platform, 3d viewing, with active community, it is a versatile routing tools.

5. Adelaar

Autodesk acquired Eagle, which has tiered pricing from free up to a premium version. Its paid versions are featured with automatic routing and it goes well with Fusion 360.

6. CircuitMaker

CircuitMaker, based on Altium technology, is free and ideal for individual users and small projects. It supports up to 32 layers and includes features like topological autorouting and interactive routing modes.

7. DesignSpark PCB

DesignSpark PCB offers affordable access to PCB design tools with advanced features available when you subscribe ($17.99/month). With SnapEDA component access, it also has customizable BOM templates.

MOKO-technologie is een gerenommeerde naam als het gaat om het ontwerpen en produceren van PCB's. We gebruiken geavanceerde tools voor het ontwerpen van de PCB-lay-outs en we kunnen u helpen met het ontwerpen van lay-outs die aan uw specifieke behoeften voldoen. We hebben een zeer geavanceerde opstelling om de premium kwaliteit te produceren PCB's. Als het je is gelukt om briljante enkellaagse of meerlagige PCB's te bedenken, maar je kunt je conceptualisering niet realiseren, dan hoef je je geen zorgen te maken, want wij hebben je gedekt. Het enige dat u hoeft te doen, is contact met ons op te nemen en we zullen het vanaf daar regelen. Hoop snel van je te horen!