PCB 설계 과정

일반적인 PCB 기본 설계 프로세스는 다음과 같습니다.

사전 준비 → PCB 구조 설계 → 가이드 네트워크 테이블 → 규칙 설정 → PCB 레이아웃 → 배선 → 배선 최적화 및 스크린 인쇄 → 네트워크 및 DRC 점검 및 구조 점검 → 출력 라이트 페인팅 → 라이트 페인팅 검토 → PCB 기판 제작/샘플링 정보 → PCB 보드 공장 엔지니어링 EQ 확인 → SMD 정보 출력 → 프로젝트 완료.

1: 사전 준비

여기에는 패키지 라이브러리 및 회로도 준비가 포함됩니다.PCB 설계에 앞서 먼저 회로도 SCH 로직 패키지와 PCB 패키지 라이브러리를 준비합니다.패키지 라이브러리는 PADS가 라이브러리와 함께 제공되지만 일반적으로 올바른 라이브러리를 찾기가 어렵기 때문에 선택한 장치의 표준 크기 정보를 기반으로 자신만의 패키지 라이브러리를 만드는 것이 가장 좋습니다.원칙적으로 먼저 PCB 패키지 라이브러리를 수행한 다음 SCH 로직 패키지를 수행합니다.PCB 패키지 라이브러리는 더욱 까다로우며 보드 설치에 직접적인 영향을 미칩니다.좋은 핀 속성의 정의와 라인의 PCB 패키지와의 일치성에 주의를 기울이는 한 SCH 로직 패키지 요구 사항은 상대적으로 느슨합니다.PS: 숨겨진 핀의 표준 라이브러리에 주의하세요.그런 다음 회로도 설계가 완료되고 PCB 설계를 시작할 준비가 됩니다.

2: PCB 구조 설계

보드 크기 및 기계적 위치 지정에 따른 이 단계는 PCB 보드 표면을 그리기 위한 PCB 설계 환경, 필요한 커넥터, 키/스위치, 나사 구멍, 조립 구멍 등의 배치를 위한 위치 지정 요구 사항에 따라 결정되었습니다. 그리고 배선 영역과 비배선 영역(나사 구멍 주변이 얼마나 비배선 영역에 속하는지 등)을 충분히 고려하고 결정하십시오.

3: 넷리스트 안내

넷리스트를 가져오기 전에 보드 프레임을 가져오는 것이 좋습니다.DXF 형식 보드 프레임 또는 emn 형식 보드 프레임을 가져옵니다.

4: 규칙 설정

특정 PCB 설계에 따라 합리적인 규칙을 설정할 수 있습니다. PADS 제약 관리자를 통해 라인 폭 및 안전 간격 제약에 대한 설계 프로세스의 모든 부분에서 제약 조건을 충족하지 않는 규칙에 대해 이야기하고 있습니다. 후속 DRC 감지는 DRC 마커로 표시됩니다.

일반 규칙 설정은 레이아웃 중에 일부 팬아웃 작업을 완료해야 하는 경우가 있기 때문에 레이아웃 앞에 배치하므로 팬아웃 전에 규칙을 설정해야 하며, 설계 프로젝트가 클수록 설계를 보다 효율적으로 완료할 수 있습니다.

참고: 규칙은 디자인을 더 좋고 빠르게 완성하기 위해, 즉 디자이너가 쉽게 사용할 수 있도록 설정되었습니다.

일반 설정은 다음과 같습니다.

1. 공통 신호에 대한 기본 라인 폭/라인 간격.

2. 오버홀 선택 및 설정

3. 중요한 신호 및 전원 공급 장치에 대한 선 너비 및 색상 설정.

4. 보드 레이어 설정.

5: PCB 레이아웃

다음 원칙에 따른 일반 레이아웃.

(1) 합리적인 파티션의 전기적 특성에 따라 일반적으로 디지털 회로 영역(간섭에 대한 두려움, 간섭 생성), 아날로그 회로 영역(간섭에 대한 두려움), 전력 구동 영역(간섭 소스)으로 구분됩니다. ).

(2) 회로의 동일한 기능을 완성하려면 가능한 한 가깝게 배치해야 하며 가장 간결한 연결을 보장하도록 구성 요소를 조정해야 합니다.동시에 기능 블록 간의 상대적 위치를 조정하여 기능 블록 간의 가장 간결한 연결을 만듭니다.

(3) 부품의 질량은 설치 위치와 설치 강도를 고려해야 합니다.발열 부품은 온도에 민감한 부품과 별도로 배치해야 하며, 필요한 경우 열 대류 조치를 고려해야 합니다.

(4) I/O 드라이버 장치는 인쇄 기판 측면, 즉 리드인 커넥터에 최대한 가깝습니다.

(5) 클록 발생기(예: 크리스털 또는 클록 발진기)는 클록에 사용되는 장치에 최대한 가깝습니다.

(6) 전원 입력 핀과 접지 사이의 각 집적 회로에서 디커플링 커패시터를 추가해야 합니다(일반적으로 모놀리식 커패시터의 고주파 성능을 사용함).보드 공간이 조밀하면 여러 집적 회로 주위에 탄탈륨 커패시터를 추가할 수도 있습니다.

(7) 릴레이 코일에 방전 다이오드(1N4148 수)를 추가합니다.

(8) 배치 요구 사항은 균형을 이루고 질서정연하며 머리가 무겁거나 가라앉지 않아야 합니다.

부품 배치에 특별한 주의를 기울여야 하며, 부품의 실제 크기(점유 면적 및 높이), 보드의 전기적 성능, 생산 가능성 및 편의성을 보장하기 위해 부품 간의 상대적 위치를 고려해야 합니다. 동시에 설치하는 경우 위의 원칙이 장치 배치에 대한 적절한 수정을 전제로 반영되어 동일한 장치를 같은 방향으로 깔끔하게 배치하는 것과 같이 깔끔하고 아름답도록 해야 합니다."엇갈린" 상태로 배치할 수 없습니다.

이 단계는 보드의 전체적인 이미지와 다음 배선의 어려움과 관련이 있기 때문에 약간의 노력을 기울여야 합니다.기판을 배치할 때 확실하지 않은 부분에 대해서는 사전 배선을 하고 충분히 고려하면 됩니다.

6: 배선

배선은 전체 PCB 설계에서 가장 중요한 공정입니다.이는 PCB 보드의 성능이 좋든 나쁘든 직접적인 영향을 미칩니다.PCB 설계 과정에서 배선은 일반적으로 세 가지 영역으로 구분됩니다.

첫 번째는 PCB 설계의 가장 기본적인 요구 사항인 천 통과입니다.선이 꿰어지지 않아 모든 곳에서 날아다니는 선이 있다면, 말하자면 도입되지 않은 표준 이하의 보드가 될 것입니다.

다음은 충족해야 할 전기적 성능이다.이는 인쇄 회로 기판이 표준을 충족하는지 여부를 측정하는 것입니다.이것은 천을 통과시킨 후 배선을 조심스럽게 조정하여 최상의 전기 성능을 얻을 수 있도록 하는 것입니다.

그런 다음 미학이옵니다.배선 천을 통과하면 장소의 전기 성능에 영향을 미칠 것이 없지만 과거를 한눈에 보면 무질서하고 다채롭고 꽃이 피고 전기 성능이 아무리 좋아도 다른 사람의 눈에는 쓰레기로 보입니다. .이는 테스트 및 유지 관리에 큰 불편을 초래합니다.배선은 깔끔하고 단정해야 하며, 규칙 없이 십자형으로 되어 있어서는 안 됩니다.이는 전기적 성능을 보장하고 케이스를 달성하기 위한 기타 개별 요구 사항을 충족하기 위한 것입니다. 그렇지 않으면 카트를 말 앞에 놓는 것입니다.

다음 원칙에 따라 배선하십시오.

(1) 일반적으로 보드의 전기적 성능을 보장하기 위해 전원선과 접지선을 먼저 배선해야 합니다.조건의 한계 내에서 전원 공급 장치, 접지선 폭을 넓히십시오. 바람직하게는 전력선보다 넓습니다. 그 관계는 접지선 > 전력선 > 신호선이며 일반적으로 신호선 폭: 0.2 ~ 0.3mm(약 8-12mil), 가장 얇은 너비는 최대 0.05~0.07mm(2-3mil), 전력선은 일반적으로 1.2~2.5mm(50-100mil)입니다.1억).디지털 회로의 PCB는 넓은 접지선의 회로를 구성하는 데 사용할 수 있습니다. 즉, 사용할 접지 네트워크를 구성하는 데 사용할 수 있습니다(아날로그 회로 접지는 이러한 방식으로 사용할 수 없습니다).

(2) 라인(예: 고주파 라인)의 보다 엄격한 요구 사항을 사전 배선하려면 입력 및 출력 측 라인을 병렬로 인접하여 반사 간섭을 생성하지 않도록 해야 합니다.필요한 경우 접지 절연을 추가해야 하며 인접한 두 레이어의 배선은 서로 수직, 평행해야 기생 결합을 쉽게 생성할 수 있습니다.

(3) 발진기 쉘 접지, 클록 라인은 가능한 한 짧아야 하며 어디든 연결될 수 없습니다.아래의 클록 발진 회로, 특수 고속 논리 회로 부분은 접지 면적을 늘리고 주변 전기장이 0이 되는 경향이 있도록 다른 신호 라인으로 이동해서는 안 됩니다.

(4) 고주파 신호의 방사를 줄이기 위해 가능한 한 45° 배선을 사용하고 90° 배선을 사용하지 마십시오.(라인 요구 사항이 높으면 이중 호 라인도 사용함)

(5) 모든 신호 라인은 피할 수 없는 루프를 형성하지 않으며 루프는 가능한 한 작아야 합니다.신호선에는 가능한 한 적은 구멍이 있어야 합니다.

(6) 키 라인은 가능한 한 짧고 두꺼워야 하며 양쪽에 보호 접지가 있어야 합니다.

(7) 민감한 신호와 잡음 필드 대역 신호의 플랫 케이블 전송을 통해 "접지-신호-접지" 방식을 사용하여 연결합니다.

(8) 주요 신호는 생산 및 유지보수 테스트를 용이하게 하기 위해 테스트 지점에 대해 예약되어야 합니다.

(9) 회로도 배선이 완료된 후 배선을 최적화해야 합니다.동시에 초기 네트워크 검사와 DRC 검사가 올바른 후에 접지용 구리층의 넓은 면적을 사용하여 접지용 배선되지 않은 영역을 접지용으로 사용하지 않는 장소에서 접지에 연결합니다. 지면.또는 다층 기판, 전원 및 접지가 각각 한 층을 차지하도록 만듭니다.

PCB 배선 프로세스 요구 사항(규칙에서 설정 가능)

(1) 라인

일반적으로 신호선 폭은 0.3mm(12mil), 전력선 폭은 0.77mm(30mil) 또는 1.27mm(50mil)입니다.라인과 라인 사이 및 라인과 패드 사이의 거리가 0.33mm(13mil) 이상인 경우, 실제 적용 시 거리를 늘릴 경우 조건을 고려해야 합니다.

배선 밀도가 높으므로 두 라인 사이에 IC 핀을 사용하는 것을 고려할 수 있습니다(권장하지는 않음). 라인 너비는 0.254mm(10mil)이고 라인 간격은 0.254mm(10mil) 이상입니다.특별한 경우, 장치 핀이 더 조밀하고 너비가 더 좁은 경우 선 너비와 줄 간격을 적절하게 줄일 수 있습니다.

(2) 솔더 패드(PAD)

솔더 패드(PAD) 및 전환 구멍(VIA)의 기본 요구 사항은 다음과 같습니다. 디스크 직경이 구멍 직경보다 0.6mm 이상이어야 합니다.예를 들어 범용 핀 저항기, 커패시터 및 집적 회로 등은 디스크/구멍 크기 1.6mm/0.8mm(63mil/32mil)를 사용하고, 소켓, 핀 및 다이오드 1N4007 등은 1.8mm/1.0mm를 사용합니다. (71mil / 39mil).실제 응용에서는 구성 요소의 실제 크기를 기반으로 결정해야 하며, 가능한 경우 패드 크기를 늘리는 것이 적절할 수 있습니다.

PCB 보드 설계 부품 장착 구멍은 부품 핀의 실제 크기보다 0.2~0.4mm(8-16mil) 정도 커야 합니다.

(3) 오버홀(VIA)

일반적으로 1.27mm/0.7mm(50mil/28mil)입니다.

배선 밀도가 높을 경우 오버홀 크기를 적절하게 줄일 수 있지만 너무 작아서는 안 되며 1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)를 고려할 수 있습니다.

(4) 패드, 라인, 비아의 간격 요구 사항

PAD 및 VIA: ≥ 0.3mm(12mil)

PAD 및 PAD: ≥ 0.3mm(12mil)

패드 및 트랙: ≥ 0.3mm(12mil)

추적 및 추적: ≥ 0.3mm(12mil)

더 높은 밀도에서.

PAD 및 VIA: ≥ 0.254mm(10mil)

PAD 및 PAD: ≥ 0.254mm(10mil)

패드 및 트랙: ≥ 0.254mm(10mil)

트랙 및 트랙: ≥ 0.254mm(10mil)

7: 배선 최적화 및 실크스크린

“최고는 없고 더 나은 것은 없다!”디자인을 아무리 파헤쳐도 그림을 다 그린 다음 가서 살펴보면 여전히 많은 부분을 수정할 수 있다는 느낌이 들 것입니다.일반적인 설계 경험에 따르면 배선을 최적화하는 데는 초기 배선을 수행할 때보다 두 배의 시간이 걸립니다.수정할 곳이 없다고 생각되면 구리를 놓을 수 있습니다.구리 부설은 일반적으로 접지(아날로그와 디지털 접지의 분리에 주의)하며, 다층 보드에는 전원을 부설해야 할 수도 있습니다.실크스크린의 경우 장치에 막히거나 오버홀 및 패드에 의해 제거되지 않도록 주의하십시오.동시에, 디자인은 구성 요소 측면을 정면으로 바라보고, 하단 레이어의 단어는 레벨을 혼동하지 않도록 거울 이미지 처리로 만들어야 합니다.

8: 네트워크, DRC 확인 및 구조 확인

일반적으로 확인해야 하는 라이트 드로잉 중에서 각 회사는 원칙, 디자인, 생산 및 요구 사항의 기타 측면을 포함하는 자체 체크리스트를 갖습니다.다음은 소프트웨어가 제공하는 두 가지 주요 검사 기능을 소개합니다.

9: 출력 라이트 페인팅

라이트 드로잉 출력 전에 베니어가 완성된 최신 버전이고 설계 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다.라이트 드로잉 출력 파일은 보드를 만드는 보드 공장, 스텐실을 만드는 스텐실 공장, 프로세스 파일을 만드는 용접 공장 등에 사용됩니다.

출력 파일은 다음과 같습니다(4층 보드를 예로 들어).

1).배선층: 기존의 신호층을 말하며 주로 배선을 합니다.

L1,L2,L3,L4로 명명되었으며, 여기서 L은 정렬 레이어의 레이어를 나타냅니다.

2).실크스크린 레이어: 레벨의 실크스크린 정보 처리를 위한 디자인 파일을 말합니다. 일반적으로 상단 및 하단 레이어에는 장치 또는 로고 케이스가 있으며, 상단 레이어 실크스크린과 하단 레이어 실크스크린이 있습니다.

이름 지정: 최상위 레이어의 이름은 SILK_TOP 입니다.맨 아래 레이어의 이름은 SILK_BOTTOM 입니다.

삼).솔더 레지스트 레이어: 그린 오일 코팅에 대한 처리 정보를 제공하는 디자인 파일의 레이어를 나타냅니다.

이름 지정: 최상위 레이어의 이름은 SOLD_TOP입니다.맨 아래 레이어의 이름은 SOLD_BOTTOM입니다.

4).스텐실 레이어: 솔더 페이스트 코팅에 대한 처리 정보를 제공하는 디자인 파일의 수준을 나타냅니다.일반적으로 상단 및 하단 레이어 모두에 SMD 장치가 있는 경우 스텐실 상단 레이어와 스텐실 하단 레이어가 있습니다.

이름 지정: 최상위 레이어의 이름은 PASTE_TOP 입니다.맨 아래 레이어의 이름은 PASTE_BOTTOM입니다.

5).드릴 레이어(NC DRILL CNC 드릴링 파일과 DRILL DRAWING 드릴링 드로잉의 2개 파일 포함)

각각 NC DRILL 및 DRILL DRAWING으로 명명되었습니다.

10: 라이트 드로잉 검토

라이트 드로잉 출력 후 라이트 드로잉 검토, Cam350 개방 및 단락 및 기타 측면을 확인한 후 보드 공장 보드로 보내기 전에 나중에 보드 엔지니어링 및 문제 대응에도 주의를 기울여야 합니다.

11: PCB 보드 정보(거버 라이트 페인팅 정보 + PCB 보드 요구 사항 + 조립 보드 다이어그램)

12: PCB 보드 공장 엔지니어링 EQ 확인(보드 엔지니어링 및 문제 답변)

13: PCBA 배치 데이터 출력(스텐실 정보, 배치 비트 수 맵, 부품 좌표 파일)

여기에서 프로젝트 PCB 설계의 모든 작업 흐름이 완료됩니다.

PCB 설계는 매우 세부적인 작업이므로 설계는 극도로 신중하고 인내심을 가지고 이루어져야 하며, 조립 및 가공 생산을 고려한 설계, 나중에 유지 관리 및 기타 문제를 용이하게 하기 위한 설계를 포함하여 요소의 모든 측면을 완전히 고려해야 합니다.또한, 좋은 작업 습관의 디자인은 당신의 디자인을 더욱 합리적으로 만들고, 보다 효율적인 디자인을 만들고, 생산을 더 쉽게 만들고, 성능을 향상시킬 것입니다.일상용품에 사용되는 좋은 디자인은 소비자에게도 더욱 확신과 신뢰를 줄 것입니다.