PCB Layout - Układ PCB jest tym samym, co finalizowanie jakiegoś dzieła sztuki. Inżynierowie mogą spędzić dni, tygodnie, a nawet miesiące próbując zaprojektować te wzory, aby opracować coś unikalnego. Ale tak jak robią to ci inżynierowie, czy nie chciałbyś zrobić tak jak oni i zamienić wszystkie teorie elektryczne, których się nauczyłeś w coś prawdziwego?
Oczywiście, że byś chciał. Po pierwsze, warto zrozumieć kilka rzeczy dotyczących procesu układania płytek PCB. Chociaż przed nami stoją wyzwania, układ PCB jest najlepszą częścią, jeśli chodzi o projektowanie płyt PCB.
1. PCB Layout-Co to jest układ PCB?
Po pierwsze, układ to sposób, w jaki rozmieszczone są elementy czegoś lub jak ustawione są materiały. To samo dotyczy płyt PCB. Układ PCB to szeroki termin wskazujący na kilka procesów wymaganych przy projektowaniu PCB. Obejmuje on między innymi wykonanie ścieżek, wycięcie otworów montażowych, etykietowanie i określenie lokalizacji komponentów.
(rysunek układu PCB wykonany ręką człowieka)
2. Projektowanie układu PCB
Projektowanie układu PCB jest unikalną umiejętnością, która wymaga zrozumienia zarówno systemu CAD PCB, jak i oprogramowania do projektowania PCB. Poniżej przedstawiono niektóre z istotnych aspektów w tym zakresie:
2.1 PCB Layout-Zasada działania oryginalnego układu.
Prawie wszystkie programy do projektowania PCB mają opcję "auto-router", a przez większość czasu wielu projektantów natychmiast skorzystałoby z okazji, aby go użyć. Powodem jest to, że jest to łatwy sposób routingu PCB. Ale aby być po bezpiecznej stronie, zaleca się nigdy go nie używać. Powodem jest to, że nie jest to tak precyzyjne i symetryczne jak powinno być.
2.2 Oryginalny kierunek układu
Zanim zaczniesz umieszczać komponenty, musisz najpierw skonsultować się ze swoim producentem. Być może będziesz musiał wysłuchać wszelkich wymagań, jakie może mieć, takich jak liczba warstw, które mogą obsłużyć. Inne wymagania mogą dotyczyć między innymi takich rzeczy jak minimalne szerokości śladów i odstępy między śladami.
2.3 PCB Layout-Odstępy między oryginałami w układzie
Gdy energia elektryczna przechodzi przez miedziane ślady, będzie generować ciepło. Ale można tego uniknąć, kontrolując odstępy między śladami. Ich szerokość wymaga zarządzania. Należy pamiętać, że bardziej obszerne ślady oznaczają mniejszy opór niż ten, który prąd napotyka podczas przechodzenia przez obwód.
2.4 Unikaj używania kąta 90 stopni
Wskazane jest, aby unikać stosowania kąta 90 stopni do śledzenia, a zamiast tego używać 45 stopni. Ale jaki jest tego powód? Aspekty śledzenia 45 stopni zapobiegają zwarciom. Kąty 90 stopni mogą również nie wytrawiać w pełni, a to może powodować krótkie kursy.
2.5 PCB Layout-Zawsze twórz płaszczyznę
Pomogłoby, gdybyś zawsze miał wspólny zacisk uziemienia w schemacie obwodu. Jest to niezbędne dla układu PCB, ponieważ zapewnia ścieżkom standardowy punkt odniesienia do pomiaru napięć. Problemy pojawiają się, gdy próbujesz wykorzystać do trasowania znaczniki, a nie płaszczyzny uziemienia.
2.6 Unikanie nakładania się
Na koniec, za wszelką cenę, należy unikać nakładania się ścieżek na siebie, jeśli chodzi o układy PCB. Może to spowodować, że cała linia będzie jeszcze bardziej skomplikowana.
(wirtualny projekt układu PCB płytki drukowanej)
3. PCB Layout-Proces rozważania układu PCB/PCB Layout Guidelines
Chociaż układ PCB może wydawać się dziełem sztuki, ważne jest, aby zacząć w sposób zorganizowany. Aby wymyślić najlepszy projekt, należy przestrzegać następujących niezbędnych trzech kroków.
Krok 1: Po pierwsze, musisz przekształcić swoje schematy w formę układu PCB.
PCB Layout-Krok 2: Po drugie, musisz dodać, a następnie obrócić komponenty, aby zmniejszyć długość przewodów powietrznych i przekroczenie.
Krok 3: Na koniec należy dostosować rozmiar układu do trasowania.
(Inżynier pracujący nad układem PCB i gotowym projektem)
4. Układ PCB - trzy elementy EMI
Zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) są powodowane przez urządzenie elektryczne lub elektroniczne albo przez pola elektromagnetyczne. EMI jest zjawiskiem powszechnie występującym w płytach PCB. Poniżej przedstawiono trzy elementy EMI:
4.1. PCB Layout-Trzy rodzaje sprzężenia
Sprzężenie przewodzone ma miejsce, gdy źródło energii zasila przyzwoitą część anteny, która dotyczy drugiej.
Sprzężenie pola elektrycznego - jest to sprzężenie, które jest zasilane lub napędzane przez napięcie. Mówiąc inaczej, jest ono proporcjonalne do energii źródła.
Sprzężenie pola magnetycznego - jest to sprzężenie zasilane lub napędzane przez prąd. Jest ono równoważne przepływowi źródła, ujmując to innymi słowami.
4.2.Obwód zegarowy
Obwód zegarowy - na płytce drukowanej synchroniczne obwody cyfrowe są powszechnie najbardziej niezawodnymi sygnałami. Dlatego przy wąskich pasmach można zaobserwować emisje promieniowane. Ponadto szczyty te mają tendencję do występowania na harmonicznych częstotliwości zegara. Mnóstwo płytek drukowanych nie ma w sobie sygnałów zegarowych, ale raczej ma jakąś informację cyfrową.
4.3. PCB Layout-Układ przełącznika zasilania
Zasilacze impulsowe i konwertery DC zapewniają kilka poziomów napięcia poprzez szybkie przełączanie poziomów napięcia w transformatorze. Jeśli jesteś wystarczająco uważny, zauważysz, że typowa częstotliwość przełączania mieści się w przedziale 10-100 kHz.
5. Usługi układania płytek drukowanych
Czy jesteś na rynku dla producentów, którzy oferują doskonałe usługi układania PCB? Jeśli zdarza się, że jesteś początkujący w tej dziedzinie, to tutaj są niektóre z najważniejszych rzeczy, które należy wziąć pod uwagę:
5.1 PCB Layout-Usługi projektantów układów PCB.
Jeśli planujesz nabyć usługi układu PCB, musisz upewnić się, że otrzymujesz takie usługi dla istniejących i nowych PCB. Oprócz testów, należy upewnić się, że producent przestrzega kwestii wysokości, rozmiaru i wagi, zwłaszcza jeśli układ PCB wydaje się być wyzwaniem dla Ciebie.
(przy poszukiwaniu układów PCB należy współpracować z projektantami, którzy wykonują testy swoich planów i płyt końcowych)
5.2 Materiały dostarczane przez projektantów układów PCB
Podczas pracy z projektantami można zobaczyć następujące elementy:
Diagramy warstw PCB
Kompletne schematy
Pełne pliki Gerber
Mnóstwo oprogramowania
5.3 PCB Layout-Znaczenie usług układania płytek PCB
Kompetencje techniczne - dostęp do eksperta daje większą przewagę przy projektowaniu PCB.
Usprawniony proces - dzięki usługom układania PCB istnieje szansa na wykrycie błędów i ulepszenie produktów przed wprowadzeniem ich na rynek.
Lepsza jakość - bez wątpienia usługi układania płytek PCB charakteryzują się lepszą jakością ze względu na konkurencję.
Szybki czas realizacji - ze specjalistą, odpocząć pewność produkcji PCB na czas w oparciu o ich staranne planowanie.
Tanie - to jest proste. Jest to opłacalne, aby zlecić niż podejmowanie produkcji przez siebie.
6. PCB Layout-Jak zaprojektować układ PCB?
W swojej podstawowej formie, układ PCB oznacza przeniesienie obwodu z deski do krojenia, aby stał się trwałą i stabilną formą fizyczną. Tworzenie układu PCB obejmuje następujące elementy:
6.1 Schemat
Schemat jest diagramem komponentów, obwodów i połączeń, który jest łatwy do naśladowania. Podczas projektowania układów PCB zawsze należy zacząć od schematów. Schematy pomagają w konstruowaniu i zrozumieniu układu obwodów.
6.2 PCB Layout-Sygnały o wysokiej częstotliwości
Płyty PCB, które obsługują sygnały o wysokiej częstotliwości, wymagają specjalnych wymagań. Wiele z używanych obecnie interfejsów pracuje z częstotliwością ponad 50 MHz, co oznacza, że niezbędna jest wiedza o tym, jak unikać problemów związanych z sygnałami o wysokiej częstotliwości. Przy wysokich częstotliwościach, układy PCB wymagają zrozumienia fizyki przepływu elektronów.
6.3 Trasowanie sygnału i rozmieszczenie komponentów
Jeśli chodzi o trasowanie sygnałów i rozmieszczenie komponentów, wszystko co musisz wiedzieć, to gdzie sygnał i prądy będą płynąć na PCB. Sygnały cyfrowe należy trzymać jak najdalej od sygnałów analogowych. Obwody analogowe są zwykle wrażliwe na sygnały cyfrowe, które mogą wprowadzić szum po stronie analogowej.
6.4 PCB Layout-Dzieło sztuki i nauki
Wraz z postępem technologicznym w niespotykanym tempie, częstotliwość sygnałów stała się piorunująca. Dlatego potrzeba zrozumienia propagacji sygnału jest wielką koniecznością. Istnieje potrzeba zamknięcia luki pomiędzy projektami analogowymi i cyfrowymi. Obie dyscypliny nakładają się zauważalnie przy bardzo dużych prędkościach, co czyni je zarówno sztuką jak i nauką.
(interfejs, którego należy oczekiwać od oprogramowania do układania płytek PCB)
7. PCB Layout-Oprogramowanie do układania płytek drukowanych
Poniżej przedstawiono niektóre z najbardziej popularnych programów do układania PCB:
Autodesk Eagle - jest to jeden z dobrze znanych schematów i oprogramowania do projektowania PCB do tej pory. Zawiera on edytor schematów ukierunkowany na projektowanie schematów oraz edytor układów PCB.
KiCAD - jest to międzyplatformowy i open-source'owy pakiet do automatyzacji elektroniki. Zawiera edytor PCB do produkcji profesjonalnych płytek drukowanych oraz edytor schematów do edycji i tworzenia projektów schematów.
Fritzing - jest to ten sam program co KiCAD. Zawiera schemat, układ breadboard i widok PCB.
DesignSpark PCB - ten zapewnia łatwe do nauczenia się środowisko składające się z przechwytywania schematów i narzędzia do układania PCB.
EasyEDA - ten program zapewnia jedno z najsilniejszych środowisk przechwytywania schematów i składa się z projektanta bibliotek, edytora PCB i narzędzia do zarządzania projektami.
UpVerter - to jest to samo co EasyEDA. Umożliwia inżynierom sprzętu tworzenie, udostępnianie i przeglądanie PCB i schematów.
PCBWeb Designer - jest to darmowa aplikacja CAD skierowana do projektowania i produkcji elektroniki. Składa się z przechwytywania schematów i zintegrowanego katalogu części strzałkowych.
ExpressPCB Plus - jest to oprogramowanie EDA mające na celu tworzenie i późniejsze projektowanie obwodów elektronicznych.
TinyCAD - jest to projekt oprogramowania open-source, który obsługuje niestandardowe i standardowe biblioteki symboli. Obsługuje programy do układania PCB składające się z kilku formatów.
Osmond PCB - jest to jedyne narzędzie EDA oparte na MAC, które wspiera przechwytywanie schematów i projektowanie układów PCB.
7.1 Darmowe oprogramowanie do projektowania układów PCB
Z powyższej listy, poniżej przedstawiono otwarte programy do projektowania układów PCB:
EasyEDA
PCBWeb Designer
Autodesk Eagle
8. PCB Layout-Układy PCB RF
Płyty PCB RF są ekscytującym i rozwijającym się sektorem w całej branży PCB. Są one również zaangażowane w szeroki zakres opcji, a układy RF PCB wymagają precyzji i dokładności.
Przemysł PCB, wszelkie częstotliwości powyżej 100MHz płyta uważana RF PCB. Mikrofalowe PCB jest około 2GHz, a RF PCB projekt jest zwykle 2-warstwowe lub 4-warstwowe płyty. Wymagania dotyczące rozmieszczenia komponentów będą bardziej rygorystyczne, więc profesjonalna wiedza o projektowaniu układu PCB jest potrzebna.
(Element elektroniczny RF)
9. Układ PCB - jak może zaoszczędzić czas i pieniądze
Jeśli chodzi o projektowanie i produkcję prawie wszystkiego, posiadanie funkcjonalnego układu jest niezbędne. Podobnie w produkcji PCB, posiadanie dobrej struktury na miejscu przynosi pożądane rezultaty. Istnieje jednak kilka problemów związanych z układami PCB, które zostały przedstawione poniżej:
9.1 PCB Layout-Problemy wynikające z braku przygotowania układu PCB
Bez skutecznego i dokładnego przygotowania układu PCB, istnieje ogromna szansa na całkowitą awarię płyty. Inne to przeróbki i ograniczona funkcjonalność.
9.2 Jak projektanci PCB mogą sprostać wymaganiom dotyczącym przygotowania układu PCB?
To proste. Wystarczy użyć podstawowych narzędzi, takich jak oprogramowanie DFM i narzędzia do projektowania PCB.
9.3 PCB Layout-Czynności związane z przygotowaniem układu PCB
Niektóre z istotnych czynników obejmują kształt i rozmiar płytki PCB. Producenci muszą również zwracać uwagę na przestrzeń.
9.4 Złożone problemy związane z przygotowaniem układu PCB
Produkcja płytki PCB nie jest łatwym procesem. Złożone problemy związane z przygotowaniem układu PCB obejmują stworzenie najlepszego układu pomiędzy ścieżkami, szerokości śladów i innych czynników, które mogą wpłynąć na funkcjonalność płytki.
9.5 PCB Layout-Jak rozwiązać wiele problemów z przygotowaniem układu PCB
Aby rozwiązać problemy z przygotowaniem układu, wystarczy zastosować zaawansowane projektowanie wspomagane komputerowo lub produkcję wspomaganą komputerowo.
(Kompletna płyta, która została poddana najlepszym praktykom układania)
Wniosek
Układy płytek drukowanych są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania płytki. Czy masz trudny czas podejmowania układu płyty? Jeśli tak, pozwól nam w OurPCB pomóc Ci. Produkujemy płytki PCB w ramach najlepszych planów układowych. Rozumiemy znaczenie układów PCB, co oznacza, że nasze płyty będą działać zgodnie z przeznaczeniem.
