Zrozumienie podstaw projektowania PCB (1)

Aby zostać wykwalifikowanym projektantem, znajomość podstaw projektowania PCB jest niezbędna. Zrozumienie prawidłowego
wyboru komponentów, sprawdzenia schematu i końcowej kontroli jakości jest kluczowe dla powodzenia projektu.

Projektowanie PCB w skrócie

Projektowanie płytki drukowanej rozpoczyna się od stworzenia początkowego schematu blokowego. Schemat blokowy jest następnie
konwertowany na projekt schematyczny za pomocą oprogramowania zwanego CAD. Schematy są reprezentacją
symboli dla komponentów, a także połączeń internetowych, które je łączą. Sieci to linie ścieżek, które znajdują się na
płytkach.

Pre-layout to kolejny etap podczas procesu projektowania. Będziesz musiał upewnić się, że BOM (lista materiałów)
z schematu jest sprawdzana pod kątem komponentów o długich czasach realizacji, a także przestarzałych
komponentów. Walidacja obejmuje potwierdzenie numerów części producenta (MPN) wraz z numerem części dostawcy
(VPN). Ten etap obejmuje również projekt warstw.

Następnym krokiem jest faza projektowania PCB. Obejmuje to ustawienie parametrów płytki
i określenie obrysu i trasowanie komponentów, a następnie generowanie dokumentacji produkcyjnej
z wykorzystaniem odpowiedniej listy kontrolnej dla projektu.

Podstawy projektowania PCB

Podczas tworzenia zupełnie nowej PCB ważne jest, aby trzymać się podstawowych zasad projektowania. Jeśli tego nie zrobisz, może to
stworzyć zły projekt, który będzie niezwykle trudny do wykonania. Dlatego ważne jest, aby być świadomym następujących
idei:

Wybierz odpowiednie komponenty i rozmiary obudów

Jako projektant płytek musisz dokładnie zbadać BOM i przestudiować komponenty, które składają się na
projekt. Jeśli masz wystarczająco dużo miejsca na swojej płytce, możesz wybrać bardziej wydajne komponenty dla rezystorów, jak również
kondensatorów. Najlepiej wybrać rozmiary kondensatorów/rezystorów 0603 lub 0805 zamiast 0402 lub
0201. Wybierz jeden z mniejszych modeli obudowy części, jeśli masz problemy z odstępami. Ponadto,
wybierz odpowiedni komponent i obudowę w oparciu o napięcie, prąd i częstotliwość.

Mniejsze komponenty są produkowane przez różnych producentów. Pozwala to projektantom na wybór alternatywnych
komponentów bez zmiany projektu lub układu, aby zapewnić szybkie rozwiązanie dla części, które nie są
szybko dostępne.

Dodatkowo, ważne jest, aby określić odpowiedni rozmiar obudowy podczas etapu projektowania PCB. Jest to
radzone, aby wybierać mniejsze obudowy tylko wtedy, gdy jest to absolutnie konieczne, w przeciwnym razie wybierz większe. Użycie zbyt
wielu małych obudów komponentów może powodować problemy w montażu płytek drukowanych i powodować problemy w
czyszczeniu i pracy.

Kiedy określisz idealny rozmiar dla swojej obudowy, możesz wybrać komponenty, które wpadają do
tej samej kategorii gęstości.

Nie używaj komponentów o długich czasach realizacji.

Brak możliwości dostarczenia komponentów może skutkować znacznymi opóźnieniami. Dlatego zaleca się weryfikację
dostępności podczas sprawdzania odstępów między komponentami. Jeśli komponent, który chcesz kupić, ma
długi czas realizacji, kup go jak najszybciej. Korzystne jest posiadanie innych komponentów, które mają
identyczne footprinty. Dostawcy montażu mogą również nabyć najczęściej dostępne komponenty, aby zapewnić
że każdy komponent będzie dostępny w czasie budowy płytek.
Sprawdzanie schematów
Schemat to zorganizowany schemat obwodu, który pokazuje połączenia elektryczne między różnymi elementami elektronicznymi
komponentami.

Podstawy projektowania schematów są często ignorowane. Sprawdź następujące elementy:

• Weryfikacja numerów pinów i etykiet w symbolach komponentów
• Test polaryzacji dla wszystkich komponentów, które są spolaryzowane.
• Etykiety, które się nakładają i piny
• Upewnienie się, że piny bazy, kolektora i emitera są zgodne z symbolami schematycznymi, kartami katalogowymi i
obudową footprintu
• Walidacja wartości komponentu i lokalizacji, a także oznaczeń referencyjnych
• Opisy symboli na schemacie
• Złącza poza stroną
• Badanie odniesienia do intersheet
• Sprawdź kondensator odsprzęgający pod kątem obecności wszystkich układów scalonych Separacja pinów uziemiających w oparciu o typ
sygnału (analogowy cyfrowy, uziemienie cyfrowe)
• Sprawdzanie list sieciowych pod kątem dokładności projektu i nieprawidłowych połączeń

Sprawdź nasz artykuł na temat list sieciowych i kontroli schematów, aby upewnić się, że projekty są wolne od błędów, aby zrozumieć
kontrole robocze, kontrole schematów, sprawdzanie łączności, kontrole ERC.

Punkty testowe są dodawane do wszystkich ważnych sygnałów

Projekt do testowania jest potrzebny do przetestowania przewodności elektrycznej płytki drukowanej. Ważne jest, aby dodać test
punkty dla wszystkich ważnych sygnałów, aby ułatwić testy przewodności elektrycznej (E-test) i
testy w obwodzie (ICT). Należy pamiętać o następujących kwestiach:
1. Strona płytki: Jeśli to możliwe, wszystkie punkty testowe powinny być umieszczone w tym samym miejscu po obu stronach
płytki, aby ułatwić testowanie.
2. Minimalna odległość między punktami testowymi: Minimalna odległość między punktami testowymi wynosi 0,100 cala. To
zwiększa wydajność testowania.
3. Rozmieszczenie punktów testowych Rozmieszczenie punktów testowych równomiernie na płytkach drukowanych pomaga w testowaniu za pomocą
kilku sond.
4. Obszar dla wyższych komponentów Wyznaczenie obszaru, który jest przeznaczony dla wyższych komponentów
przyspieszy testowanie.
5. Tolerancje produkcyjne: Pamiętaj o uwzględnieniu tolerancji produkcyjnych podczas
projektowania układu, który umożliwi obszar dla punktów testowych.

Upewnij się, że Twój BOM jest aktualny podczas projektowania

BOM to szczegółowa lista wszystkich części potrzebnych do wykonania elementu. Upewnij się, że Twój BOM jest aktualny
podczas tworzenia projektu, a jeśli wprowadzisz jakieś modyfikacje w swoich projektach, upewnij się, że
zmiany zostały odzwierciedlone na liście materiałów. Na przykład, jeśli zmienisz numer części w swoim schemacie, upewnij się,
że zaktualizowałeś również swój BOM.
Przed weryfikacją pliku BOM upewnij się, że wszystkie aktywne komponenty są uwzględnione. Części powinny być weryfikowane w odniesieniu do
kilku pól, o których porozmawiamy następnym razem.