Обратите внимание при печати PCBA? | JH PCBA

Печатные платы

Печатные платы лежат в основе всего электронного оборудования. Это жесткие или гибкие конструкции, которые служат основой для монтажа и соединения электронных компонентов. Печатные платы обычно имеют встроенные металлические поверхности, известные как дорожки и площадки, а также более крупные металлические области, известные как плоскости. Электронные компоненты, установленные на печатных платах, припаиваются к специально предназначенным для этого металлическим площадкам, а металлические дорожки соединяют их между собой. Печатные платы могут иметь один, два или несколько слоев схемы.

Печатные платы обычно содержат диэлектрический сердечник с хорошими изолирующими свойствами, обеспечивающими намеченную передачу сигнала. Многослойные платы имеют дополнительные слои металла и диэлектрика, расположенные между собой. В то время как стандартный диэлектрический материал жестких плат изготовлен из FR4, огнестойкого композита из эпоксидной смолы и стеклоткани, диэлектрическим материалом для гибких плат обычно является полиимид. Как жесткие, так и гибкие платы имеют металлические дорожки, площадки и плоскости для схемы, выполненные из меди.

Надежность и качество

В зависимости от применения печатная плата может принадлежать к определенному классу, определяющему ее надежность и качество. Согласно стандартам IPC обычно существует три класса плат:

Класс 1: 

Эти платы относятся к потребительской электронной продукции, обладающей достаточной надежностью и качеством. Примеры таких электронных 

Класс 2: 

Эти платы относятся к устройствам, которые должны обладать высокой надежностью и низкой интенсивностью отказов. Примерами таких электронных продуктов являются ноутбуки, микроволновые печи и горнодобывающее оборудование.

Класс 3: 

Эти платы относятся к устройствам, которые должны быть предельно надежными и очень качественными. Они соответствуют самым строгим производственным стандартам. Примеры таких электронных приложений можно найти в аэрокосмической, военной и медицинской технике.

Типы печатных плат

Как уже говорилось выше, доски можно разделить на два типа: жесткие и гибкие.

Жесткие доски

Для подавляющего большинства пользователей принято использовать жесткие доски. Жесткая подложка, полученная в результате воздействия высокой температуры и процесса ламинирования под давлением, содержит макет платы. Наиболее распространенным материалом для таких плит является FR-4, но в зависимости от применения и конкретных требований дизайна можно модифицировать, подчеркивать или улучшать определенные характеристики материала.

Гибкие доски

Менее распространены, чем жесткие доски, гибкие доски обычно изготавливаются из материала, допускающего большее отклонение. Полиимид является распространенным материалом для таких плит, чья гибкая природа позволяет использовать плиты гораздо меньшей толщины, чем стандартные жесткие плиты.

Процесс проектирования печатной платы

Прежде чем можно будет изготовить печатную плату, необходимо ее спроектировать. Дизайнеры обычно используют для этого инструменты CAD PCB Design и делают это в два этапа: создание схемы и компоновка печатной платы. Во время захвата схемы они создают связность схем на диаграмме. В течение Разводка печатной платыони проектируют физическую компоновку печатной платы.

Схематический захват

Прежде чем приступить к созданию схемы, дизайнер должен убедиться, что в его программном обеспечении САПР имеются необходимые библиотечные компоненты. Обычно они включают в себя схематические или логические символы, контуры компоновки, имитационные модели и пошаговые модели для трехмерного отображения печатной платы. Как только эти библиотеки будут готовы, следующим шагом дизайнера будет создание логического представления схемы на схеме. Инструмент САПР позволяет дизайнеру размещать необходимые символы на листе схемы. Затем они могут соединить их для формирования необходимой схемы.

Для начала дизайнер создает логические символы для электронных деталей, таких как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, разъемы, транзисторы и интегральные схемы. К счастью, большинство современных программных средств САПР уже оснащены готовыми библиотеками для таких логических символов и посадочных мест.

Затем дизайнер упорядочивает эти символы на схематических листах в инструменте САПР. Приблизительно разместив их, дизайнер соединяет выводы символов схемы с линиями подключения, которые представляют собой провода. Эти линии образуют сети, представляющие собой отдельные сети или группы сетей для электронных схем. Во время этого процесса, технически известного как сбор схемы, дизайнер должен перемещать детали по мере необходимости, чтобы создать четкую и разборчивую схему.

Моделирование цепей

На этом этапе проектировщик может запустить моделирование схемы, чтобы убедиться, что конструкция работает электрически. Они могут использовать инструменты моделирования схем для проверки функционирования проектируемых ими схем, прежде чем приступить к созданию реального оборудования. Это важный шаг, поскольку он помогает дизайнерам сэкономить время и деньги.

После успешного завершения этого шага проектировщик может создать данные о соединении с помощью инструмента создания схем и передать их в инструмент компоновки.

Настройка правил проектирования

Прежде чем перейти к следующему шагу, дизайнеры должны настроить свое программное обеспечение на соответствие различным возможностям. Это различные правила и ограничения проектирования, которые предотвращают перекрытие двух сетей, сохраняя при этом заданное расстояние между различными объектами проектирования. Программное обеспечение PCB CAD позволяет дизайнерам настраивать множество дополнительных средств, таких как сетки проектирования. Эти средства помогают дизайнерам правильно размещать компоненты и прокладывать аккуратные и упорядоченные трассы.

Размещение компонентов

Как только проектировщик правильно настроит базу данных проекта, он сможет импортировать информацию о сетевых подключениях из схемы. Имея эту информацию, дизайнеры могут приступить к физическому размещению печатной платы. Для этого им необходимо начать с контура платы в системе CAD. Этот контур содержит информацию не только о внешней периферии платы, но также отображает внутренние отверстия, вырезы и другие ограничения на плате.

Импортированное сетевое подключение также дает еще одну важную информацию: занимаемую площадь каждого из компонентов схемы. Проектировщик должен тщательно проверять правильность импортированной информации о посадочных местах, поскольку исправление даже незначительной ошибки может занять очень много времени.

Первоначально следы будут выглядеть как беспорядочный узор. Дизайнер должен распутать их вручную и расположить каждый след отдельно внутри контура доски. В качестве альтернативы они могут использовать функцию автоматического размещения в программном обеспечении САПР, поскольку это позволит оптимально расположить каждый компонент внутри контура. На данный момент соединенные между собой сети выглядят как резиновые ленты, обозначенные слабыми линиями, известные как крысиное гнездо.

Теперь дизайнер должен применить свои технические знания для наилучшего размещения компонентов. Размещение должно обеспечивать наилучшие характеристики, обеспечивая при этом как можно более короткое соединение, наименьшее количество перекрестных помех и помех, а также правильное распределение тепла. Проектировщик также должен найти оптимальное размещение разъемов, кабелей и другого монтажного оборудования.

На этом этапе дизайнеру также лучше всего рассмотреть DFA или «Проектирование для сборки» — размещение компонентов таким образом, чтобы производитель мог легко их собрать. Это может включать в себя расположение всех биполярных компонентов в одном направлении или под прямым углом, все интегральные схемы с их идентификационными контактами в одном и том же квадранте, оставление пространства для пальцев вокруг компонентов, установленных вручную, и так далее.

Размещение компонентов

Как только проектировщик правильно настроит базу данных проекта, он сможет импортировать информацию о сетевых подключениях из схемы. Имея эту информацию, дизайнеры могут приступить к физическому размещению печатной платы. Для этого им необходимо начать с контура платы в системе CAD. Этот контур содержит информацию не только о внешней периферии платы, но также отображает внутренние отверстия, вырезы и другие ограничения на плате.

Импортированное сетевое подключение также дает еще одну важную информацию: занимаемую площадь каждого из компонентов схемы. Проектировщик должен тщательно проверять правильность импортированной информации о посадочных местах, поскольку исправление даже незначительной ошибки может занять очень много времени.

Первоначально следы будут выглядеть как беспорядочный узор. Дизайнер должен распутать их вручную и расположить каждый след отдельно внутри контура доски. В качестве альтернативы они могут использовать функцию автоматического размещения в программном обеспечении САПР, поскольку это позволит оптимально расположить каждый компонент внутри контура. На данный момент соединенные между собой сети выглядят как резиновые ленты, обозначенные слабыми линиями, известные как крысиное гнездо.

Теперь дизайнер должен применить свои технические знания для наилучшего размещения компонентов. Размещение должно обеспечивать наилучшие характеристики, обеспечивая при этом как можно более короткое соединение, наименьшее количество перекрестных помех и помех, а также правильное распределение тепла. Проектировщик также должен найти оптимальное размещение разъемов, кабелей и другого монтажного оборудования.

На этом этапе дизайнеру также лучше всего рассмотреть DFA или «Проектирование для сборки» — размещение компонентов таким образом, чтобы производитель мог легко их собрать. Это может включать в себя расположение всех биполярных компонентов в одном направлении или под прямым углом, все интегральные схемы с их идентификационными контактами в одном и том же квадранте, оставление пространства для пальцев вокруг компонентов, установленных вручную, и так далее.

Маршрутизация печатной платы

После правильного размещения компонентов дизайнер может приступить к следующему этапу трассировки платы. Проектировщик должен превратить крысиное гнездо резиновых соединений в дорожки и плоскости. Инструменты САПР обычно имеют множество функций, которые позволяют проектировщику делать это вручную, автоматически или полуавтоматически. Это может сэкономить значительное количество времени проектировщику.

Проектировщик должен быть осторожным при прокладке трасс. Некоторые передовые методы включают в себя не допускать изгиба дорожек под острыми углами, избегать резких переходов по ширине, разрешать постепенное сужение от дорожки к контактной площадке, сохранять достаточный зазор между дорожками, несущими шумные сигналы, и так далее.

Высокоскоростные и высокочастотные сигналы могут потребовать дополнительного ухода для поддержания целостности сигнала. Это может включать в себя создание соответствующих структур линий передачи для трасс, несущих эти сигналы.

Обратный путь

Обычно каждый активный компонент имеет два основных соединения — подключение к сети питания и к сетям заземления — помимо сигналов управления и ввода-вывода. Большинство проектировщиков используют затопленные области и слои со сплошными плоскостями вокруг этих компонентов, что позволяет им задействовать их и сформировать обратный путь. Однако этого не всегда может быть достаточно, если на плате слишком много трещин, вырезов или отверстий. Неправильный обратный путь может увеличить уровень шума и ухудшить производительность печатной платы.

Проверка правил проектирования

Хотя большинство инструментов САПР предлагают онлайн-проверку правил проектирования, окончательная проверка правил не повредит. Онлайн-проверка проекта автоматически выявляет любые ошибки в проекте, такие как нарушение ограничений по пространству, нарушение концентричности и т. д., позволяя проектировщику внести исправления. Выполнение окончательной проверки правил не только подтверждает выводы, но и позволяет разработчику исправить любые правила, которые он мог случайно пропустить.

Информация о шелкографии

Теперь дизайнер должен настроить различную текстовую и маркировочную информацию, которую будет нести плата. Производитель нанесет эту информацию на внешние слои платы шелкографией. Эта информация позволяет пользователям находить конкретные компоненты, номер партии платы, идентифицировать информацию об авторских правах, личность производителя и т. д.

Финальная работа

После успешного выполнения всех вышеперечисленных шагов дизайнер, наконец, может создать окончательный вариант дизайна печатной платы для отправки производителю для изготовления платы. Обычной практикой является создание окончательного изображения в стандартных форматах, таких как Gerber.

Заключение

По данным PCB Trace Technologies Inc., процессы проектирования, изготовления и сборки печатных плат весьма сложны и точны. Чтобы создать плату в соответствии со своими спецификациями и обеспечить требуемую производительность, необходимо предоставить изготовителю точные проектные данные в виде точного окончательного изображения.

• Год создания
  --
• тип бизнеса
  --
• Страна / регион
  --
• Основная промышленность
  --
• Основные продукты
  --
• Предприятие юридическое лицо
  --
• Общие сотрудники
  --
• Годовое выпускное значение
  --
• Экспортный рынок
  --
• Сотрудничает клиентов
  --