PCB设计布局指导工程师
关键的外卖
指导方针之前启动PCB布局
PCB设计布局位置和路由指南
电路板设计完成;布局指南完成这项工作
跟踪路由应该根据董事会的PCB设计布局指南
成功的PCB布局将其电路物理安排,确保最好的电子板的性能同时也被完全可制造的。这需要勤奋的管理图书馆部分,CAD设置和参数,组件放置和跟踪路由以及精心设计的动力输送网络(生产)。此外,设计师必须确保他们的工作是完全文档化和布局,最终产品是准备包含在主电子系统设计。
这是一个大量的工作,尤其是对工程师新的PCB布局过程。帮助这个工作流,它是一个很好的实践全面电路板布局指南可供参考。行业和企业标准规定的细节设计,但布局指南重要帮助工程师在开发过程从开始到结束。这里有一些基本的PCB设计布局的指导方针,可以用来开发电路板开发指南。
在设计开始前
在布局之前,有几个步骤,以确保设计的成功;构建PCB足迹库是第一步。
总结Pre-Layout步骤
库
在构建图书馆为PCB布局,重要的是使用行业标准如IPC或制造商的规格包装尺寸和维度。然而,个人、公司、或技术需求也可能决定改变的一些部分。例如,脚印在射频设计可能需要小垫尺寸比标准的数字设计。
一些额外的指导方针,建立PCB组件的足迹:
- 确保任何建库部分接受土地模式间隔大小根据标准的一部分。
- PCB足迹需要包含所有必要的元素,如部分轮廓、丝网印刷标记,参考指示器。
- 一个好的经验法则是确保制造商可以构建设计部分之前他们最终的设计。
另一种替代方法是使用PCB的足迹从外部CAD供应商库。制造商经常有自己的一部分组件预构建的设计系统和一些工具浏览器方便地下载这些部分。
董事会大纲和层分层盘旋飞行
有一个好的外形轮廓的地方机械设计师将极大地协助pre-layout规划阶段。虽然外形的设计可以改变以后,任何变化可能迫使广泛的电路重新设计以适应新的形状。同时,大多数CAD工具将接受数据进口机械设计系统,简化添加大纲的过程设计。然而,即使进口数据,确保董事会大纲是正确的和包含所有必要的计算机辅助设计元素,如禁入区。
板层分层盘旋飞行还应该布局开始前完成。再一次,这些以后可以改变,但潜在影响现有电路可以毁掉一个设计进度和预算。板层分层盘旋飞行也应该调整为一个特定的设计,以确保适当的层配置impedance-controlled路由和其他信号完整性需求。同样重要的是,要选择板材料在这一阶段,适当的跟踪宽度和其他设计计算可以根据材料的物理特性,介电常数,绝缘品质,吸湿评级,和耗散因素。
CAD参数和设置
这是不难发现设计师使用默认设置与CAD系统。然而,大多数CAD系统给用户一系列控制颜色,填充模式、阴影、字体大小和宽度。特定对象的显示可能会改变一个设计元素为主,建立网格,并指定位置和路由选择。这些设置是为了提高工作效率,节省用户的时间从长远来看最小的前期投资。
示意图
确保所有的图表都有相同的外观,大多数公司将内部起草指导方针,通常包括以下几点:
- 原理图图纸大小
- 板边界信息,如公司标志、名称、地址、日期、零件编号、修订数字
- 使用网格的大小和外观(建立和维护规模)
- 符号的大小和宽度
- 文本高度和字体大小
原理图发展,这些指南是常用的:
- 象征间距示意图上的表
- 组件信息,如引用指示器,零件编号,价值观,和密码
- 颜色净对象,如符号、线条,公交车的网,和文本
- 净间距和命名约定
最后,还会有检查和验证指南通过设计评审示意图。一旦示意图已通过所有这些过程,它是准备PCB布局。
设置显示参数CAD系统的PCB布局是一个重要的第一步
指导方针将PCB组件
CAD图书馆,板轮廓,和其他设置任务完成,设计布局准备开始。这个过程的第一步是将PCB组件的足迹在黑板上。三个主要的需求必须会见了组件的位置在黑板上:电路性能、可制造性和可访问性。
电路性能
高速电路需要的组件一起尽可能短,直接信号路径,但他们并不是唯一的组件与这个要求。模拟电路和功率组件还需要让他们敏感或大电流线尽可能的短。这有助于减少电感和增加信号和电源完整性。然而,这些组件可能需要分开来适应公交路由或在某些情况下热分离。
可制造性
保持生产成本尽可能的低,是很重要的放置组件在某种程度上,他们尽可能的容易可制造的。例如,组件相互太近可能无法自动组装或与自动焊接流程可能会有困难。更高的芯片组件前更小的部分波峰焊接可以创建一个阴影效果,导致可怜的焊接连接。两者之间不平衡的铜垫的小芯片组件可以创建不均匀加热,导致一个垫的焊料融化之前另一个和拉对方垫。
可访问性
电路板通常必须通过手动测试和返工,需要访问需要的部分工作。如果其他较大的组件掩盖这些部分,它可能会使工作更耗费时间或造成间接伤害相邻的部分。同样,连接器,开关,和其他人类不能访问接口,也可以减缓电路板的制造。
一个极其重要的方针是放置应该开始与发展中一个基本的平面图在董事会的部分。用户可能会策划如何划分不同的电路领域在黑板上,以避免重叠的模拟和数字信号。
PCB布局指南:有效成分会导致最好的位置跟踪路由
PCB设计布局路由指南
至关重要的是电路板设计师布局董事会创造最好的信号和电源完整性。简称组件应安排在最优位置和直接跟踪路由。同时,董事会必须提出,这样可以完全击败所有的网。试图平衡这些需求可以在高密度的设计是一个相当大的挑战。第一个准则是建立PCB设计布局设计规则和约束跟踪路由。
设计规则和约束
从技术上讲,配置设计规则和约束应该包含的参数和设置。但是,因为很大一部分的规则直接适用于跟踪路由,这条指导原则已被包括在内。规则和约束是用来跟踪宽度和间距,可以设置为个人网,网组称为净类,或作为一个默认的不特定网。设计规则也被用来控制通过选择不同的网,跟踪长度,和匹配长度,板层允许特定网的路由和路由拓扑。此外,设计规则也被用来控制组件间距,丝网印刷规则,机械间隙,和许多其他的约束。
信号和电源完整性
为了获得最大的性能和信号的完整性、PCB布局设计者需要遵循特定的路由要求不同电路的痕迹。这里的设计规则和约束将帮助允许设计者输入的物理路由参数到CAD系统的路由。虽然确切的值将改变取决于董事会的需要,设计师通常会设置规则,以确保遵循以下准则:
- 短而直接高速输电线路路由
- 跟踪宽度、间距,并允许董事会层阻抗控制路由
- 跟踪指定长度和长度公差为匹配路由
- 微分对跟踪宽度和间距的要求
- 宽度和间距等敏感信号的时钟和控制线路
- 通过对不同类型的网
- 跟踪宽度和间距对模拟电路
- 跟踪宽度和铜重量为大电流功率电路
记得的另一个重要原则是,当路由跟踪混合信号设计,避免交叉领域的数字电路与模拟痕迹,反之亦然。
指导有效功率和地面的飞机
与现代高速的设计,最好的接地策略通常是使用一个或多个连续的地面飞机在一个内部层。这给了最好的防止电磁干扰,确保明确的信号路径,这将提高整个信号的完整性。避免路由跟踪在任何地面空洞地平面分割的地方由于独特的板轮廓或特性。噪音会导致缺乏连续和相邻的地平面信号平面并导致迂回的返回路径与大型循环区域,从而导致重大的EMI。这里有一些有效的权力和地平面指南:
- 地面的飞机需要相邻信号层板与高速路由层分层盘旋飞行。这将有助于保护高速从干扰和提供一个良好的路由参考面返回的信号路径。
- 缓解热垫必须小心使用和管理电力和地面连接飞机。减压垫辐条必须足够宽高电流而消除这些连接的机会作为散热器。
- 仔细计划电力连接和分离电力飞机,确保充分权力交付给所有整个电路板的连接部分。
避免路由模拟和数字电路在一个混合信号设计
丝网印刷和印刷电路板测试指南
电路板设计完成后,是时候完成清理的布局丝网印刷层和添加测试点。参考指示器、零件编号和其他公司信息标记在电路板通过丝印油墨的过程。设计师通常使用“丝网印刷层CAD系统设计这些标记。
以确保丝网印刷层标记是可读的,设计者遵循这些指导方针:
- 线宽度应不小于6毫升
- 字体大小应该不小于50毫升
- 重命名组件引用指示器显示企业网格模式来帮助定位板上的特定部分
- 移动和旋转指示器的引用,这样他们很容易读
- 在需要的地方包括极性和销一个标记
电路板测试点是必不可少的,将成为自动化批量生产装配验证。每个网络设计中应该有一个测试点,测试点是否现有的通孔针,一个通过,或者一个额外的表面测试点垫。测试点应至少50毫升间隙等其他董事会对象组件或垫和至少100毫升的边缘。然而,这些值可能会改变从供应商到供应商,首先一定要检查制造商的测试点要求是什么。
PCB制造指南文件
最后的PCB设计布局准则是创建制造和组装的生产文件和发送这些文件给供应商。输出文件通常由脚本自动生成由设计师或开发内部CAD部门。大多数PCB设计CAD工具,比如节奏的快板PCB编辑器,内置创建工具可供使用。许多工具也有功能,直接与PCB制造商通过ipc - 2581通信格式。这些独特的特性提供自动转移到生产制造和组装的数据库文件,而不需要单独创建和发送文件。
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