Panduan Reka Bentuk Papan Litar Bercetak

Papan litar bercetak, juga dikenali sebagai PCB, membentuk teras bagi setiap peranti elektronik pada hari ini. Komponen hijau kecil ini penting untuk peralatan harian dan juga mesin industri. Reka bentuk dan susun atur PCB ialah komponen penting bagi fungsi sesuatu produk - inilah yang menentukan kejayaan atau kegagalan sesuatu peralatan. Dengan evolusi teknologi yang berterusan, reka bentuk ini terus maju. Pada masa kini, kerumitan dan jangkaan terhadap reka bentuk ini telah mencapai tahap baharu, hasil inovasi jurutera elektrik.

Kemajuan terkini dalam sistem dan teknologi reka bentuk PCB telah memberikan kesan yang meluas ke seluruh industri. Akibatnya,Peraturan reka bentuk PCBdan proses pengeluaran telah berkembang untuk mencapai susun atur dan keupayaan baharu. Hari ini, jejak yang lebih kecil dan papan berbilang lapisan adalah perkara biasa dalam PCB yang dihasilkan secara besar-besaran - reka bentuk sedemikian tidak pernah didengari pada tahun-tahun lalu. Perisian reka bentuk PCB juga telah membantu dalam perkembangan ini. Program-program ini menyediakan alat yang membolehkan jurutera elektronik mereka bentuk PCB yang lebih baik dari asasnya.

Walaupun dengan keupayaan yang telah dipertingkatkan ini, susun atur papan PCB tetap sukar untuk direka. Malah jurutera elektronik yang paling berpengalaman mungkin bergelut untuk mencipta litar pada PCB atau cara mereka bentuk papan PCB mengikut amalan terbaik dalam industri. Yang lebih sukar lagi ialah menghasilkan papan berkualiti untuk memenuhi keperluan pelanggan. Dengan reka bentuk pelanggan, mengimbangi fungsi PCB dengan amalan reka bentuk terbaik merupakan satu proses yang rumit. Inilah sebabnya kami menggariskan proses mereka bentuk PCB, termasuk beberapa peraturan reka bentuk PCB yang penting.

Menentukan Keperluan

Langkah pertama dalam proses reka bentuk PCB utama ialah keperluan. Bagi kebanyakan jurutera elektronik, keperluan ini ditentukan oleh pelanggan, yang akan menyenaraikan semua kehendak yang mesti dipenuhi oleh PCB. Jurutera elektronik kemudian perlu menukar keperluan yang disenaraikan oleh pelanggan kepada bentuk elektronik. Pada asasnya, ini bermakna menterjemahkannya ke dalam bahasa logik elektronik, yang akan digunakan oleh jurutera semasa mereka bentuk PCB.

Keperluan projek menentukan beberapa aspek reka bentuk PCB. Ini merangkumi segala-galanya daripadabahansehingga kepada rupa akhir PCB itu sendiri. Aplikasi PCB, seperti perubatan atau automotif, selalunya akan menentukan bahan dalam PCB. Sebagai contoh, banyak PCB perubatan untuk implan elektronik diperbuat dengan asas fleksibel. Ini membolehkan ia muat dalam ruang yang kecil sambil menahan persekitaran organik dalaman. Rupa akhir PCB ditentukan terutamanya oleh litar dan fungsinya - sebagai contoh, banyak PCB yang lebih kompleks diperbuat dengan berbilang lapisan.

Jurutera elektronik akan menentukan dan menyenaraikan keperluan ini, kemudian menggunakan senarai keperluan tersebut untuk mereka bentuk skematik awal PCB serta BOM.

Skematik

Reka bentuk skematik pada asasnya ialah pelan induk yang digunakan oleh pengeluar dan jurutera lain semasa proses pembangunan dan pengeluaran. Skematik menentukan fungsi PCB, ciri-ciri reka bentuk dan penempatan komponen. Perkakasan PCB juga disenaraikan dalam skematik ini. Peralatan ini merangkumi bahan PCB, komponen yang terlibat dalam reka bentuk dan sebarang bahan lain yang diperlukan oleh pengeluar semasa proses pengeluaran.

Semua maklumat ini terkandung dalam skematik semasa peringkat reka bentuk awal. Selepas menyiapkan skematik pertama, pereka bentuk melakukan analisis awal, memeriksa potensi masalah dan menyuntingnya jika perlu. Skematik itu kemudian dimuat naik ke alat khas untuk digunakan dalam perisian reka bentuk PCB, yang boleh menjalankan simulasi bagi memastikan kefungsian. Simulasi ini membolehkan jurutera mengesan sebarang ralat reka bentuk yang mungkin terlepas semasa semakan skematik awal. Selepas itu, reka bentuk elektronik litar boleh ditukar kepada "netlist," yang menyenaraikan maklumat tentang keterhubungan komponen.

Semasa mempertimbangkan reka bentuk skematik mereka, jurutera elektronik harus mengambil kira beberapa asas penting reka bentuk papan litar sejak awal. Beberapa pertimbangan yang perlu dilaksanakan semasa peringkat pembangunan skematik termasuk yang berikut:

• 
  


• •Memilih Saiz Panel PCB yang SesuaiMemilih saiz papan yang paling serasi dengan peralatan yang akan digunakan ialah satu amalan terbaik yang asas tetapi sering dilupakan. Dengan cara ini, ruang tambahan tidak dibazirkan, jejak dapat dikekalkan pada panjang minimum, dan kos bahan keseluruhan dapat dikekalkan agak rendah. Namun begitu, adalah penting untuk memastikan spesifikasi reka bentuk dioptimumkan untuk pengeluaran besar-besaran. Menjadikan reka bentuk papan terlalu kecil mungkin tidak dapat dilaksanakan untuk tetapan pengeluaran besar-besaran yang menghasilkan cukup variasi antara setiap unit sehingga boleh menjejaskan reka bentuk yang lebih kecil.
• •Pilih Grid yang BetulJarak grid sentiasa ditetapkan dan digunakan agar sesuai dengan kebanyakan komponen. Berpegang pada grid ini adalah salah satu perkara paling bermanfaat yang boleh dilakukan oleh jurutera untuk mengelakkan masalah jarak, jadi memilih yang terbaik untuk tugas tersebut adalah sangat penting. Jika sesetengah bahagian tidak berfungsi dengan baik dengan grid, pereka bentuk harus cuba mencari alternatif, atau, lebih baik lagi, menggunakan produk reka bentuk sendiri.
• •Laksanakan DRC sebanyak mungkin: Banyak syarikat pemasangan PCB melakukan kesilapan dengan hanya menjalankan perisian semakan peraturan reka bentuk (DRC) pada penghujung proses reka bentuk. Ini membenarkan kesilapan kecil dan pilihan reka bentuk yang meragukan terkumpul, mengakibatkan lebih banyak kerja pembetulan pada penghujung proses reka bentuk. Sebaliknya, pereka bentuk harus menyemak kerja mereka dengan DRC sekerap yang boleh dilaksanakan. Ini membolehkan mereka menangani masalah yang dikenal pasti oleh DRC secepat mungkin dan meminimumkan bilangan perubahan besar pada penghujung proses reka bentuk. Ini akhirnya menjimatkan masa dan melancarkan proses penyuntingan, supaya ia tidak terlalu berat di bahagian akhir.

Senarai Bahan

Semasa skematik sedang dijana, jurutera elektronik juga menyediakan Senarai Bahan terperinci, atau BOM. Ini ialah senarai komponen yang digunakan dalam skematik papan PCB. Setelah kedua-dua BOM dan skematik siap, jurutera elektronik menyerahkan kedua-duanya kepada jurutera bentangan dan jurutera komponen. Jurutera-jurutera ini menyemak butiran khusus dan mendapatkan komponen yang diperlukan untuk projek tersebut. Secara khusus, jurutera komponen bertanggungjawab memilih komponen yang sesuai dengan skematik dari segi voltan dan arus operasi maksimum. Mereka juga bertanggungjawab memilih peralatan yang berada dalam julat kos dan saiz yang munasabah.

Lima aspek paling penting yang mesti dipenuhi oleh komponen BOM adalah seperti berikut:

• •KuantitiBilangan komponen yang dibeli mestilah sekurang-kurangnya memenuhi bilangan komponen yang disenaraikan dalam BOM.
• •Penanda RujukanSetiap komponen mesti dikenal pasti mengikut kedudukannya dalam litar pada PCB.
• •Nilai: Setiap komponen hendaklah berada dalam julat nilai tertentu, termasuk ohm, farad dan sebagainya. Kos merupakan satu faktor jika ia menjadi keprihatinan kepada pelanggan.
• •Jejak: Lokasi setiap komponen mesti disenaraikan.
• •Nombor Bahagian Pengeluar: Jejaki nombor bahagian sekiranya berlaku kerosakan, demi kepentingan pemasang dan sebagai rujukan pengeluar.

Selain garis panduan BOM asas ini, adalah idea yang baik untuk mengambil kira beberapa pertimbangan semasa merangka kedua-dua BOM dan skematik secara umum. Ini termasuk petua reka bentuk PCB berikut:

• •Gabungkan Komponen: Memilih komponen adalah salah satu tugas paling penting sebagai pereka bentuk. Untuk membantu dalam proses ini, anda mempunyai pilihan untuk mengambil komponen diskret dengan nilai komponen tinggi atau rendah dan kesan yang serupa. Dengan mengintegrasikan komponen ini dan menghasilkan kategori nilai piawai yang kecil, anda boleh memudahkan senarai bahan dengan berkesan dan mengurangkan kos produk.


• 


• •Pasang Kapasitor NyahgandingJangan sekali-kali cuba mengoptimumkan reka bentuk anda dengan membuang talian kuasa nyahganding. Ramai pereka bentuk mengelakkan kapasitor ini dalam usaha yang tersasar untuk mengurangkan kos. Kapasitor berharga rendah dan sangat tahan lama, sekali gus menambah jangka hayat pada reka bentuk anda. Kapasitor juga akan membantu mengekalkan keteraturan papan litar anda sambil mengekalkan kos yang rendah. Beri tumpuan pada petua di atas jika anda bimbang tentang BOM anda.

Penempatan Komponen PCB

Setiap komponen harus mempunyai tempat yang ditetapkan pada reka bentuk papan litar. Memilih penempatan yang betul adalah bahagian yang sukar. Menentukan lokasi terbaik untuk sesuatu elemen bergantung pada pelbagai faktor dan pertimbangan bagi pereka bentuk, termasuk pengurusan terma, pertimbangan hingar elektrik dan fungsi keseluruhan PCB. Namun, dalam kebanyakan kes, pereka bentuk akan meletakkan komponen mengikut turutan berikut:

• • Penyambung
• • Litar kuasa
• • Litar sensitif dan berketepatan tinggi
• • Komponen litar kritikal
• • Semua elemen lain

Beberapa lagi pertimbangan reka bentuk yang perlu diingat semasa peringkat kitaran reka bentuk ini termasuk yang berikut:

• •Kenal Pasti dan Bahagikan Komponen yang Membimbangkan dan Titik Ujian yang DiperlukanJika terdapat sebarang komponen yang membimbangkan pada PCB, letakkannya berhampiran titik ujian yang diperlukan untuk pengesanan kerosakan yang lebih tepat pada masanya.
• •Gunakan Cetakan Sutera Secara Fleksibel: Percetakan skrin sutera boleh menandakan pelbagai maklumat untuk digunakan oleh pengeluar PCB, jurutera, pemasang dan penguji semasa pelbagai bahagian daripadaProses pemasangan PCB. Pada sutera skrin, adalah idea yang baik untuk menandakan fungsi, tanda ujian serta arah penempatan komponen dan sambungan. Cuba gunakan sutera skrin pada kedua-dua bahagian atas dan bawah papan litar bercetak untuk mengelakkan kerja berulang sambil memperjelas arah bagi pemasang manual, sekali gus memudahkan proses pengeluaran.

Selepas komponen individu ini diletakkan pada reka bentuk litar bercetak, adalah lebih baik untuk melengkapkan satu lagi pusingan ujian bagi mengesahkan operasi papan yang sesuai. Ini akan membantu mengenal pasti sebarang pilihan reka bentuk yang bermasalah dan membantu mengenal pasti sebarang pelarasan yang berpotensi.

Penghala

Setelah komponen diletakkan pada PCB, langkah seterusnya dalam asas reka bentuk PCB ialah menyambungkan semuanya. Setiap elemen pada papan disambungkan melalui jejak (traces), yang direalisasikan melalui penghalaan (routing) yang betul. Walau bagaimanapun, penghalaan mempunyai proses reka bentuknya yang tersendiri, disebabkan oleh banyak pertimbangan yang perlu diambil kira oleh pereka bentuk. Faktor-faktor ini termasuk tahap kuasa, kepekaan hingar isyarat, penjanaan hingar isyarat dan keupayaan penghalaan.

Mujurlah, kebanyakan perisian reka bentuk PCB akan merutekan jejak menggunakan senarai rangkaian yang dibangunkan daripada skematik. Program melakukan ini dengan menggunakan bilangan lapisan yang tersedia untuk sambungan dan mengira laluan terbaik untuk memanfaatkan ruang. Program juga mengubah suai reka bentuk mengikut keperluan. Ini boleh memerlukan banyak kuasa pengkomputeran, terutamanya untuk model yang lebih besar. Hasilnya ialah proses perutean yang lebih panjang - program boleh mengambil masa yang lebih lama apabila komponen diletakkan dalam susunan yang sangat padat.

Walaupun kebanyakan perisian PCB akan merutekan jejak mengikut senarai rangkaian daripada skematik, perisian ini tidaklah bersifat sejagat. Tidak semua pereka PCB menggunakan perisian perutean automatik, dan malah mereka yang menggunakannya biasanya akan menyemak semula jejak untuk mengesan sebarang masalah. Ini sentiasa merupakan amalan yang baik, kerana komputer juga boleh menghasilkan keputusan yang tidak disukai oleh pereka.

Peraturan umum untuk jejak ialah jejak dengan lebar 10 hingga 20 mil mampu membawa arus 10 hingga 20 mA. Jejak dengan lebar 5 hingga 8 mil pula hanya boleh membawa arus kurang daripada 10 mA. Ini merupakan pertimbangan yang amat penting untuk reka bentuk PCB arus tinggi atau reka bentuk PCB dengan isyarat yang berubah dengan cepat, kerana penghalaannya ke nod frekuensi tinggi akan memerlukan lebar jejak yang khusus.

• 


• •Agihkan Talian Kuasa dan Bumi dengan SewajarnyaKebanyakan pereka PCB akan memperuntukkan satu lapisan litar untuk digunakan sebagai satah bumi. Satu lagi biasanya akan diperuntukkan sebagai satah kuasa. Ini membantu mengurangkan tahap hingar dalam PCB dan membolehkan pereka bentuk menghasilkan sambungan rintangan sumber yang rendah. Satu amalan reka bentuk PCB yang baik ialah mengagihkan talian mengikut satah kuasa sebanyak mungkin. Ini membantu meningkatkan kecekapan dan mengurangkan impedans sambil menyediakan laluan gelung bumi yang mencukupi.
• •Kekalkan Jejak Pendek: Pastikan jejak adalah sependek mungkin pada setiap peringkat reka bentuk. Walaupun kebanyakan proses pemasangan PCB merangkumi satu langkah untuk mengoptimumkan panjang jejak, amalan ini harus diterapkan pada setiap peringkat reka bentuk. Peraturan ini perlu dipatuhi dengan lebih teliti apabila pereka bentuk bekerja dengan litar analog atau digital berkelajuan tinggi. Jenis litar bercetak ini, yang biasa ditemui dalam kenderaan dan peranti telekomunikasi, lebih terjejas dengan ketara oleh impedans dan kesan parasit.

Semakan

Menyemak reka bentuk mungkin merupakan langkah paling penting dalam proses reka bentuk. Segmen proses ini mempertimbangkan segala-galanya tentang reka bentuk, dengan mencari potensi masalah yang sering menjejaskan reka bentuk PCB.

Sebagai contoh, satu masalah biasa dalam reka bentuk PCB ialah haba. PCB dengan reka bentuk terma yang sempurna boleh mengekalkan keseluruhan papan pada suhu yang konsisten dan seragam, sekali gus mengelakkan titik panas. Walau bagaimanapun, titik panas dan ketidakselarasan suhu sedemikian boleh disebabkan oleh pelbagai ciri reka bentuk, seperti variasi ketebalan kuprum, bilangan lapisan dalam PCB, saiz papan PCB yang lebih besar serta kewujudan atau ketiadaan laluan terma.

Satu semakan reka bentuk yang ringkas boleh mengesan potensi masalah dalam pengurusan haba PCB, kebanyakan perisian DRC PCB juga boleh mengesannya. Terdapat beberapa kaedah untuk mengurangkan suhu operasi PCB, yang kebanyakannya dapat diatasi melalui asas-asas reka bentuk PCB. Beberapa petua pengurusan haba ini termasuk:

• • Sambungkan tanah pepejal atau satah kuasa dengan lebih banyak lapisan terus ke sumber haba PCB. Satah ini biasanya lebih berupaya melesapkan haba kerana ia cenderung mengandungi lebih banyak kuprum.
• • Menetapkan laluan haba dan arus tinggi yang berkesan untuk membantu mengarahkan dan menghilangkan haba. Ini dapat membantu mengoptimumkan pemindahan haba.
• • Maksimumkan kawasan yang digunakan untuk pemindahan haba. Ini dapat membantu mengekalkan suhu yang lebih rendah pada keseluruhan papan. Namun, perkara ini mesti dipertimbangkan pada peringkat awal proses reka bentuk kerana ia boleh mempengaruhi saiz papan.

Kebanyakan perisian DRC boleh mengesan masalah yang disebutkan di atas. Perisian DRC mengambil semua butiran tentang reka bentuk PCB dan menentukan sama ada susun atur tersebut memenuhi senarai parameter yang telah ditetapkan. Ini dipanggil peraturan reka bentuk PCB. Sebaik-baiknya, seperti yang dinyatakan sebelum ini, DRC harus digunakan sepanjang proses reka bentuk untuk mengenal pasti kawasan bermasalah pada peringkat awal. Namun begitu, jika semua cara lain tidak berhasil, menggunakan DRC selepas segala-galanya selesai boleh menjimatkan banyak masa reka bentuk dan mengelakkan kekeliruan antara pereka bentuk dan syarikat pemasangan.

Langkah semakan dalam proses reka bentuk bukan sahaja merangkumi semakan DRC - ia juga merangkumi beberapa proses pengesahan fizikal lain, termasuk semakan susun atur lawan skematik (LVS), semakan XOR, semakan peraturan elektrik (ERC) dan semakan antena. Pengeluar PCB yang lebih maju mungkin menggunakan semakan dan peraturan tambahan untuk meningkatkan hasil, tetapi ini ialah semakan asas yang biasanya digunakan oleh pereka bentuk dan pengeluar.

Selain itu, adalah amalan yang baik untuk mengesahkan parameter pembuatan sebelum penyerahan. Sebelum menyerahkan reka bentuk akhir untuk pengeluaran, pereka bentuk harus secara peribadi menjana dan mengesahkan parameter pembuatan PCB. Walaupun kebanyakan pengeluar bersedia memuat turun dan mengesahkan fail reka bentuk untuk pelanggan mereka, adalah lebih baik untuk menyemak semula reka bentuk sebelum menghantarnya. Ini dapat membantu mengelakkan sebarang kekeliruan atau salah faham dan dapat mengelakkan kerugian akibat pembuatan dengan parameter yang tidak betul. Langkah pengesahan ini juga dapat mempercepat proses dengan mengurangkan jumlah masa yang diperlukan untuk membetulkan dan mengesahkan semula reka bentuk sebelum pengeluaran bermula.

Cari Perkhidmatan Pemasangan untuk Reka Bentuk Anda

Reka bentuk PCB boleh dipermudahkan dengan melaksanakan teknik asas dan amalan terbaik di atas. Ia boleh menjadi lebih mudah lagi dengan bekerjasama dengan seorangBekalan PCBdanperhimpunanperkhidmatan yang bekerjasama dengan anda untuk menghasilkan PCB yang terbaik dan paling menjimatkan kos.

PCBCart ialah pembekal papan litar bercetak bertaraf dunia dengan pelanggan setia di seluruh dunia. Kami tahu anda tidak mampu menggunakan PCB berkualiti rendah, sebab itulah kami mematuhi piawaian kualiti antarabangsa yang paling ketat. Kami juga tahu anda memerlukan bahan yang menjimatkan kos, sebab itulah kami menawarkan PCB pada harga yang tiada tandingan. Kami menawarkan perkhidmatan PCB terbaik kepada anda pada harga serendah mungkin supaya anda boleh memberi tumpuan yang kurang kepada pembekal dan lebih kepada perniagaan anda.

Wakil khidmat pelanggan pakar kami sedia menunggu untuk membantu anda.Hubungi kamihari ini untuk mengetahui lebih lanjut tentang peraturan reka bentuk PCB dan proses pemasangan serta bagaimana kami boleh membantu anda dengan projek reka bentuk PCB anda yang seterusnya. Jika anda sudah mempunyai reka bentuk dan ingin memulakan pemasangan, sila dapatkan sebut harga dengan mengklik butang di bawah:

Dapatkan Sebut Harga Segera untuk Prototaip PCB Pusingan Pantas

Dapatkan Sebut Harga Fabrikasi PCB FR

Minta Sebut Harga Perhimpunan PCB Turnkey - TIADA MOQ Diperlukan

Sumber yang berguna:
•Keperluan Fail Reka Bentuk PCB untuk Sebut Harga dan Pengeluaran Pemasangan PCB Pantas
•Perkhidmatan Fabrikasi PCB Ciri Penuh Bermula dari 1 Keping
•Perkhidmatan Pemasangan PCB Turnkey Lanjutan - Pelbagai Pilihan Nilai Tambah
•Petua Reka Bentuk PCB untuk Memanfaatkan dengan Lebih Baik Keupayaan Pemasangan PCBCart dan Menjimatkan Kos
•Reka Bentuk PCB untuk Menggunakan Sepenuhnya Keupayaan Pembuatan PCBCart