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

Dlaczego potrzebny jest układ PCB

Używamy płytek drukowanych (PCB) do łączenia elementów elektronicznych za pomocą torów przewodzących. Pozwala to na prototypowanie obwodów elektrycznych i wytwarzanie produktów elektronicznych. Masowa produkcja wyrobów elektronicznych na bazie PCB jest szybsza i bardziej ekonomiczna w porównaniu do wyrobów opartych na alternatywnych technikach okablowania. Ponieważ w PCB, komponenty są montowane i okablowane jednocześnie. W związku z tym, musimy zrobić Układ PCB tylko raz i jesteśmy w stanie wyprodukować dużą liczbę płytek drukowanych w tym samym czasie!.

Jeśli chodzi o PCB, zaprojektowanie layoutu jest najważniejszą częścią, ponieważ określi rozmieszczenie różnych komponentów i ich wynikające z nich role w pożądanym produkcie. W tym przewodniku, we will detail some strategies for PCB layout design, common mistakes to avoid, itp., to help you design high-quality PCBs.

Pierwszy, my przyjrzymy się niektórym strategiom, które są szeroko stosowane w projektowaniu układu PCB;

Strategie projektowania układu PCB

Wszystko zaczyna się od schematu

Dobrą praktyką jest wykonanie schematu obwodu przed rozpoczęciem projektowania PCB. Schemat będzie działał jako plan do umieszczania komponentów i układania śladów na płytce drukowanej. Jeśli użyjesz wydajnego oprogramowania do projektowania PCB, to pozwoli Ci to zaimportować ten schemat, a to znacznie ułatwi proces projektowania PCB.

Po zaimportowaniu tego schematu do inteligentnego oprogramowania do projektowania PCB, możesz zacząć umieszczać komponenty, przewody, i ślady stóp foot. Kiedy już to zrobimy, możemy przystąpić do projektowania układu PCB.

Podejście kompartmentalizacji

Kompartmentalizacja to świetna strategia projektowania układu PCB. Musimy określić, jaka jest rola każdej części obwodu, a następnie podzielić obwód na małe odcinki zgodnie z ich funkcją. Pomoże to w lepszej wizualizacji obwodu.

Musisz trzymać elementy każdej sekcji zgrupowane razem w tym samym regionie PCB. Pomoże to w utrzymaniu krótkich śladów przewodzących. Jest to ważne, ponieważ długie ślady mogą wychwytywać promieniowanie elektromagnetyczne, które może prowadzić do szumów i zakłóceń.

Poszczególne odcinki obwodów należy rozmieścić w taki sposób, aby prąd płynął małą i liniową ścieżką. Musisz upewnić się, że moc dostarczana do każdej sekcji ma równe napięcie. We call this “star configuration” and it helps in accomplishing shorter traces.

Podejście jednowarstwowe i wielowarstwowe

Projektowanie dużych obwodów może być trudne jednowarstwowa płytka drukowana. Dzieje się tak, ponieważ trudno jest uniknąć skrzyżowania podczas wyznaczania tras. Możesz potrzebować dwóch lub więcej warstw ze śladami poprowadzonymi z wielu stron PCB.

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. Możesz również połączyć dolne i górne ścieżki, korzystając z „otworu przelotowego” rozłożonych elementów elektronicznych.

ten 45^O Technika gięcia

Dobrą praktyką przy projektowaniu obwodów drukowanych jest zginanie większości ścieżek miedzianych pod kątem 45°. Dzieje się tak, ponieważ kąty 45° skracają ścieżkę elektryczną między różnymi komponentami w przeciwieństwie do kątów 90°. Na szczycie tego, szybkie sygnały logiczne mogą ulec odbiciu pod ostrymi kątami (blisko 90°) co może prowadzić do zakłóceń.

Niektóre typowe błędy, których należy unikać w układzie PCB

Oto niektóre z najczęstszych błędów podczas rozmieszczania PCB i jak można ich uniknąć.

1. Wybór niewłaściwego narzędzia do projektowania

Do projektowania wydajnej płytki drukowanej, wybór odpowiedniego narzędzia jest empiryczny. Jeśli wybierzesz niewłaściwe lub nieodpowiednie narzędzie do projektowania PCB, spowoduje to problemy, takie jak wzrost kosztów produkcji i wydłużone czasy opóźnień. W związku z tym, zdecydowanie zalecamy wybór odpowiedniego narzędzia, które najlepiej spełnia Twoje potrzeby w zakresie projektowania PCB. Istnieje wiele opcji do wyboru, a przed zainwestowaniem w określone narzędzie musisz odrobić odpowiednią pracę domową i poszukać informacji.

2. Niekompetentne techniki układania

Projekty PCB są często skomplikowane, ponieważ często wykorzystujemy je do tworzenia szybszych i mniejszych urządzeń elektronicznych. Istnieje coraz większe zapotrzebowanie na obwody elektroniczne o minimalnej zajmowanej powierzchni .. Dlatego zamierzamy produkować płytki PCB z mniejszych elementów, które mają zmniejszoną powierzchnię zajmowaną przez. Jeśli wybierzesz niekompetentną lub nieodpowiednią technikę układania, połączenia mogą nie działać prawidłowo work. Jeśli pracujesz z komponentami o większej liczbie pinów i mniejszym skoku, ważne jest, aby wybrać odpowiednią technikę rozmieszczania.

3. Niewłaściwa grubość miedzi

Grubość miedzi odgrywa ważną rolę w śledzeniu, a co za tym idzie w projektowaniu PCB. Jeśli grubość nie jest odpowiednia, w otworach będzie niewystarczająca ilość poszycia. Dlatego ważne jest, aby uzyskać dokładną grubość miedzi, jeśli chcesz uzyskać dobry projekt PCB.

4. Nieprawidłowe umieszczenie kondensatorów odsprzęgających

Do utrzymania stabilnego napięcia stosujemy kondensatory odsprzęgające. Często umieszczamy te kondensatory na szynie zasilającej. Powinniśmy rozmieścić te kondensatory w pobliżu szpilki, która potrzebuje stabilnego napięcia. Kondensatory odsprzęgające nie będą działać prawidłowo, jeśli zostaną umieszczone z dala od pinu, który wymaga stabilnego napięcia.

5. Nieumiejętność tworzenia kopii zapasowych Twojej pracy

Korzystamy z różnych zbiorów danych i oprogramowania do tworzenia wydajnych projektów PCB. Ze względu na różne zaangażowane narzędzia, dane mogą zostać zagubione lub trwale utracone, jeśli nie zapiszesz ich w regularnych odstępach czasu. Powinieneś wykonać wiele kopii zapasowych swojej pracy, aby nawet jeśli jedna została uszkodzona, inni są nadal bezpieczni i bezpieczni.

6. Brak recenzji projektowych

Jednym z najważniejszych elementów w projektowaniu PCB jest przegląd połączeń obwodów i funkcjonowania PCB. Przeglądy projektów pomagają zapobiegać wszelkim błędom projektowym. Ludzie mają pewne uprzedzenia, gdy recenzują własną pracę, dlatego musisz poprosić innych ludzi o sprawdzenie projektu PCB, ponieważ mogą natknąć się na błąd, który mogłeś przeoczyć.

7. Brak komunikacji

Naprężenie, wielozadaniowość, i zmęczenie są powszechnie obserwowane, gdy produkujemy masowo PCB. Czynniki te mogą prowadzić do nieporozumień, co z kolei może spowodować wzrost kosztów i czasu pracy. Jeśli chcesz tego uniknąć, powinieneś zadbać o dobrą komunikację we wszystkich kanałach. Pomoże to w projektowaniu i produkcji wydajnych obwodów drukowanych, które spełniają pożądane wymagania serwisowe service.

Top 7 Narzędzia do projektowania PCB

Na rynku dostępnych jest obecnie wiele narzędzi do projektowania układów PCB. Musisz uważnie przyjrzeć się wszystkim najważniejszym z nich, a następnie wybrać odpowiednie narzędzie, które spełni wszystkie Twoje potrzeby. Here are top 7 layout design tools which are widely used in the PCB industry:

1.Zaawansowany projektant

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. Niemniej jednak, it’s powerful, but comes with the high price tag to start at $355/month.

2. Cadence 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. Orzeł

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.

Technologia MOKO jest znaną marką, jeśli chodzi o projektowanie i produkcję PCB. Używamy najnowocześniejszych narzędzi do projektowania układów PCB i możemy pomóc w projektowaniu układów spełniających Twoje specyficzne potrzeby. Mamy bardzo wyrafinowaną konfigurację do produkcji najwyższej jakości PCB. Jeśli udało Ci się wymyślić genialne jednowarstwowe lub wielowarstwowe płytki PCB, ale nie jesteś w stanie zrealizować swojej konceptualizacji, nie musisz się martwić, ponieważ mamy dla Ciebie ochronę. Wystarczy, że skontaktujesz się z nami, a my się tym zajmiemy. Mam nadzieję, że wkrótce się odezwiesz!