Pastaba spausdinant PCBA? | JH PCBA

Spausdintinės plokštės

Spausdintinės plokštės yra visos elektroninės įrangos pagrindas. Tai standžios arba lanksčios konstrukcijos, kurios sudaro pagrindą montuoti ir sujungti elektroninius komponentus. PCB paprastai turi įterptus metalinius paviršius, vadinamus pėdsakais ir trinkelėmis, ir didesnius metalinius plotus, vadinamus plokštumais. Elektroniniai komponentai, sumontuoti ant PCB, yra lituojami ant specialiai tam skirtų metalinių trinkelių, o metaliniai pėdsakai juos sujungia. PCB gali turėti vieną, du arba kelis grandinių sluoksnius.

Grandinių plokštėse paprastai yra dielektrinė šerdies medžiaga, pasižyminti geromis izoliacinėmis savybėmis, užtikrinančiomis numatytą signalo perdavimą. Daugiasluoksnės plokštės turi papildomus metalo ir dielektriko sluoksnius. Nors standartinė standžiųjų plokščių dielektrinė medžiaga yra pagaminta iš FR4, ugniai atsparaus epoksidinės dervos ir austo stiklo pluošto audinio kompozito, lanksčių plokščių dielektrinė medžiaga paprastai yra poliimidas. Tiek standžios, tiek lanksčios plokštės turi metalinius pėdsakus, trinkeles ir plokštumas, skirtas grandinei iš vario.

Patikimumas ir kokybė

Priklausomai nuo taikymo, PCB gali priklausyti tam tikrai klasei, kuri apibrėžia jos patikimumą ir kokybę. Paprastai pagal IPC standartus yra trys plokščių klasės:

1 klasė: 

Šios plokštės priklauso plataus vartojimo elektronikos gaminiams, kurių patikimumas ir kokybė yra pagrįsti. Tokių elektroninių pavyzdžių 

2 klasė: 

Šios plokštės priklauso įrenginiams, kurie turi turėti didelį patikimumą ir mažą gedimų skaičių. Tokių elektroninių gaminių pavyzdžiai yra nešiojamieji kompiuteriai, mikrobangų krosnelės ir kasybos įranga.

3 klasė: 

Šios plokštės priklauso įrenginiams, kurie turi būti itin patikimi ir labai kokybiški. Jie atitinka griežčiausius gamybos standartus. Tokių elektroninių pritaikymų pavyzdžiai yra aviacijos erdvėje, karinėje ir medicinos įrangoje.

PCBA tipai

Kaip minėta aukščiau, lentas galima suskirstyti į dvi rūšis: standžias ir lanksčias.

Tvirtos lentos

Daugumai vartotojų yra įprasta naudoti standžios lentos. Kietas pagrindas, suformuotas iš aukštos temperatūros ir slėginio laminavimo proceso, yra plokštės išdėstymas. Dažniausiai tokioms plokštėms gaminama medžiaga yra FR-4, tačiau priklausomai nuo pritaikymo ir konkrečių projektavimo poreikių, galima keisti, pabrėžti ar pagerinti tam tikras medžiagos savybes.

Lanksčios lentos

Rečiau nei standžios lentos, lanksčios lentos paprastai yra pagaminti iš medžiagos, leidžiančios padidinti deformaciją. Poliimidas yra įprasta tokių plokščių medžiaga, kurios lankstus pobūdis leidžia naudoti daug mažesnį plokščių storį nei standartinių standžių plokščių.

PCB projektavimo procesas

Prieš pradedant gaminti spausdintinę plokštę, būtina ją suprojektuoti. Paprastai dizaineriai tam naudoja CAD PCB projektavimo įrankius ir tai daro dviem etapais – scheminiu fiksavimu ir PCB išdėstymu. Scheminio fiksavimo metu jie sukuria grandinės ryšį diagramoje. Per PCB išdėstymas, jie kuria fizinį grandinės plokštės išdėstymą.

Scheminis fiksavimas

Prieš pradėdamas scheminį fiksavimą, dizaineris turi užtikrinti, kad CAD programinėje įrangoje yra reikiamų bibliotekos dalių. Paprastai tai apima schematinius arba loginius simbolius, išdėstymo pėdsakus, modeliavimo modelius ir žingsninius 3D PCB ekrano modelius. Kai šios bibliotekos bus paruoštos, kitas dizainerio žingsnis yra sukurti loginį grandinės vaizdą schemoje. CAD įrankis leidžia dizaineriui pateikti reikiamus simbolius scheminiame lape. Tada jie gali juos sujungti, kad sudarytų reikiamą grandinę.

Pirmiausia dizaineris sukuria loginius simbolius elektroninėms dalims, tokioms kaip rezistoriai, kondensatoriai, induktoriai, jungtys, tranzistoriai ir integriniai grandynai. Laimei, dauguma šiuolaikinių CAD programinės įrangos įrankių jau yra aprūpintos paruoštomis bibliotekomis tokiems loginiams simboliams ir pėdsakams.

Tada dizaineris sutvarko šiuos simbolius scheminiuose lapuose CAD įrankyje. Apytiksliai juos padėjęs, dizaineris sujungia scheminių simbolių kaiščius su jungiamumo linijomis, vaizduojančiomis laidus. Šios linijos sudaro tinklus, vaizduojančius vieną arba elektroninių grandinių tinklų grupes. Per šį procesą, techniškai vadinamą scheminiu fiksavimu, dizaineris turi perkelti dalis, jei reikia, kad būtų sukurta aiški ir įskaitoma schema.

Grandinės modeliavimas

Šiame etape dizaineris gali paleisti grandinės modeliavimą, kad patikrintų, ar konstrukcija veikia elektra. Jie gali naudoti grandinės modeliavimo įrankius, kad patikrintų savo projektuojamų grandinių veikimą prieš pradėdami kurti tikrąją aparatinę įrangą. Tai svarbus žingsnis, nes tai padeda dizaineriams sutaupyti laiko ir pinigų.

Kai šis veiksmas bus atliktas patenkinamai, dizaineris gali sukurti ryšio duomenis naudodamas scheminį įrankį ir perkelti juos į maketavimo įrankį.

Dizaino taisyklių nustatymas

Prieš pereidami prie kito žingsnio, dizaineriai turi nustatyti savo programinę įrangą, kad ji atitiktų įvairias galimybes. Tai skirtingos projektavimo taisyklės ir apribojimai, kurie neleis dviem tinklams persidengti išlaikant nurodytą atstumą tarp skirtingų dizaino objektų. PCB CAD programinė įranga leidžia dizaineriams nustatyti keletą papildomų pagalbinių priemonių, tokių kaip projektavimo tinkleliai. Šios pagalbinės priemonės padeda dizaineriams tinkamai sudėti komponentus ir nukreipti tvarkingus pėdsakus.

Komponentų išdėstymas

Kai dizaineris tinkamai nustato projektavimo duomenų bazę, jis gali importuoti tinklo ryšio informaciją iš schemos. Turėdami šią informaciją, dizaineriai gali pradėti fizinio plokštės išdėstymo užduotį. Tam jie turi prasidėti nuo lentos kontūro CAD sistemoje. Šiame kontūre pateikiama informacija ne tik apie išorinį plokštės periferiją, bet ir rodomos plokštės vidinės skylės, išpjovos ir kiti apribojimai.

Importuotas tinklo ryšys taip pat suteikia dar vieną svarbią informaciją: kiekvieno grandinės komponento pėdsaką. Projektuotojas turi atidžiai patikrinti importuojamos pėdsakų informacijos teisingumą, nes net ir nedidelės klaidos ištaisymas gali užtrukti labai ilgai.

Iš pradžių pėdsakai atrodys kaip sumaišytas raštas. Projektuotojas turi juos išnarplioti rankiniu būdu ir kiekvieną pėdsaką išdėstyti atskirai lentos kontūre. Kaip alternatyvą jie gali naudoti automatinio išdėstymo funkciją CAD programinėje įrangoje, nes taip kiekvienas komponentas bus optimaliai išdėstytas kontūre. Šiuo metu tarpusavyje sujungti tinklai atrodo kaip guminės juostos, rodomos kaip neryškios linijos, žinomos kaip žiurkių lizdas.

Dabar dizaineris turi panaudoti savo technines žinias, kad būtų kuo geriau išdėstyti komponentų pėdsakai. Vieta turi užtikrinti geriausią našumą, tuo pačiu trumpiausią įmanomą ryšį, mažiausią skersinio pokalbio ir trukdžių kiekį bei tinkamą šilumos paskirstymą. Projektuotojas taip pat turi ieškoti optimalios jungčių, kabelių ir kitos tvirtinimo įrangos vietos.

Šiame etape dizaineriui taip pat geriausia atsižvelgti į DFA arba „Design for Assembly“ – komponentų išdėstymą taip, kad gamintojas galėtų juos lengvai surinkti. Tai gali apimti visus dvipolius komponentus ta pačia kryptimi arba stačiu kampu, visas integrines grandines su jų identifikavimo kaiščiais tame pačiame kvadrante, paliekant pirštams vietos aplink rankiniu būdu montuojamus komponentus ir pan.

Komponentų išdėstymas

Kai dizaineris tinkamai nustato projektavimo duomenų bazę, jis gali importuoti tinklo ryšio informaciją iš schemos. Turėdami šią informaciją, dizaineriai gali pradėti fizinio plokštės išdėstymo užduotį. Tam jie turi prasidėti nuo lentos kontūro CAD sistemoje. Šiame kontūre pateikiama informacija ne tik apie išorinį plokštės periferiją, bet ir rodomos plokštės vidinės skylės, išpjovos ir kiti apribojimai.

Importuotas tinklo ryšys taip pat suteikia dar vieną svarbią informaciją: kiekvieno grandinės komponento pėdsaką. Projektuotojas turi atidžiai patikrinti importuojamos pėdsakų informacijos teisingumą, nes net ir nedidelės klaidos ištaisymas gali užtrukti labai ilgai.

Iš pradžių pėdsakai atrodys kaip sumaišytas raštas. Projektuotojas turi juos išnarplioti rankiniu būdu ir kiekvieną pėdsaką išdėstyti atskirai lentos kontūre. Kaip alternatyvą jie gali naudoti automatinio išdėstymo funkciją CAD programinėje įrangoje, nes taip kiekvienas komponentas bus optimaliai išdėstytas kontūre. Šiuo metu tarpusavyje sujungti tinklai atrodo kaip guminės juostos, rodomos kaip neryškios linijos, žinomos kaip žiurkių lizdas.

Dabar dizaineris turi panaudoti savo technines žinias, kad būtų kuo geriau išdėstyti komponentų pėdsakai. Vieta turi užtikrinti geriausią našumą, tuo pačiu trumpiausią įmanomą ryšį, mažiausią skersinio pokalbio ir trukdžių kiekį bei tinkamą šilumos paskirstymą. Projektuotojas taip pat turi ieškoti optimalios jungčių, kabelių ir kitos tvirtinimo įrangos vietos.

Šiame etape dizaineriui taip pat geriausia atsižvelgti į DFA arba „Design for Assembly“ – komponentų išdėstymą taip, kad gamintojas galėtų juos lengvai surinkti. Tai gali apimti visus dvipolius komponentus ta pačia kryptimi arba stačiu kampu, visas integrines grandines su jų identifikavimo kaiščiais tame pačiame kvadrante, paliekant pirštams vietos aplink rankiniu būdu montuojamus komponentus ir pan.

PCB nukreipimas

Tinkamai sudėjus komponentus, dizaineris gali pradėti kitą lentos maršrutizavimo etapą. Projektuotojas turi paversti guminių jungčių žiurkių lizdą į pėdsakus ir plokštumas. CAD įrankiai paprastai turi daug funkcijų, leidžiančių dizaineriui tai padaryti rankiniu būdu, automatiškai arba pusiau automatiškai. Tai gali sutaupyti daug dizainerio laiko.

Dizaineris turi būti atsargus keldamas pėdsakus. Kai kurios geros praktikos apima neleisti pėdsakams lenkti aštriais kampais, vengti staigių pločio perėjimų, leisti laipsniškai siaurėti nuo pėdsakų iki trinkelių, išlaikyti tinkamą tarpą tarp pėdsakų, nešančių triukšmingus signalus, ir pan.

Norint išlaikyti signalo vientisumą, didelės spartos ir aukšto dažnio signalams gali prireikti papildomos priežiūros. Tai gali apimti tinkamų perdavimo linijų struktūrų nustatymą pėdsakams, nešantiems šiuos signalus.

Grįžimo kelias

Paprastai kiekvienas aktyvus komponentas turi dvi esmines jungtis – jungtį su maitinimo ir įžeminimo tinklų – neskaitant valdymo ir IO signalų. Dauguma dizainerių naudoja užtvindytas sritis ir sluoksnius su vientisomis plokštumomis aplink šiuos komponentus, leidžiančius jiems patekti į juos ir sudaryti grįžtamąjį kelią. Tačiau to ne visada gali pakakti, jei lentoje yra per daug skilimų, išpjovų ar skylių. Netinkamas grįžimo kelias gali padidinti triukšmo kiekį ir pabloginti PCB našumą.

Projektavimo taisyklių patikrinimas

Nors dauguma CAD įrankių siūlo internetinius projektavimo taisyklių patikrinimus, galutinis taisyklių patikrinimas nepakenks. Internetinė dizaino patikra automatiškai pažymės visas dizaino klaidas, pvz., erdvės apribojimų pažeidimus, koncentriškumo pažeidimus ir pan., todėl dizaineris gali atlikti pataisymus. Paskutinis taisyklių patikrinimas ne tik pagrindžia išvadas, bet ir leidžia dizaineriui pataisyti visas taisykles, kurias jis galėjo netyčia praleisti.

Šilkografijos informacija

Dabar dizaineris turi nustatyti įvairią teksto ir žymėjimo informaciją, kurią turės lenta. Gamintojas šią informaciją šilkografuos ant išorinių lentos sluoksnių. Informacija leidžia vartotojams rasti konkrečius komponentus, rasti plokštės partijos numerį, nustatyti informaciją apie autorių teises, gamintojo tapatybę ir pan.

Galutinis meno kūrinys

Patenkinamai atlikęs visus aukščiau išvardintus veiksmus, dizaineris pagaliau gali sugeneruoti galutinį PCB dizaino kūrinį, kuris nusiunčiamas gamintojui plokštės gamybai. Įprasta praktika yra generuoti galutinį meno kūrinį standartiniais formatais, tokiais kaip Gerber.

Išvada

Pasak PCB Trace Technologies Inc., PCB projektavimo, gamybos ir surinkimo procesai yra gana reiklūs ir tikslūs. Norint sukonstruoti plokštę pagal jos specifikacijas, kad ji veiktų taip, kaip numatyta, gamintojui reikia pateikti tikslius projektavimo duomenis tikslaus galutinio meno kūrinio pavidalu.

• Įsteigimo metai
  --
• Verslo tipas
  --
• Šalis / regionas
  --
• Pagrindinė pramonė
  --
• Pagrindiniai produktai
  --
• Įmonės juridinis asmuo
  --
• Iš viso darbuotojų
  --
• Metinė produkcijos vertė
  --
• Eksporto rinka
  --
• Bendradarbiauti klientai
  --