ขั้นตอนหลักของการออกแบบแผงวงจรพิมพ์คืออะไร

..1: วาดแผนผัง
..2: สร้างไลบรารีส่วนประกอบ
..3: สร้างความสัมพันธ์การเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างแผนผังและส่วนประกอบบนกระดานที่พิมพ์
..4: การกำหนดเส้นทางและการวางตำแหน่ง
..5: สร้างข้อมูลการใช้งานการผลิตบอร์ดพิมพ์และข้อมูลการใช้งานการผลิตตำแหน่ง
.. หลังจากกำหนดตำแหน่งและรูปร่างของส่วนประกอบบน PCB แล้ว ให้พิจารณาเค้าโครงของ PCB

1. เมื่อตำแหน่งของส่วนประกอบ การเดินสายไฟจะดำเนินการตามตำแหน่งของส่วนประกอบ เป็นหลักการที่ว่าการเดินสายไฟบนบอร์ดพิมพ์จะสั้นที่สุด ร่องรอยนั้นสั้น และช่องและพื้นที่ครอบครองมีขนาดเล็ก ดังนั้นอัตราการส่งผ่านจะสูงขึ้น สายไฟของเทอร์มินัลอินพุตและเทอร์มินัลเอาต์พุตบนบอร์ด PCB ควรพยายามหลีกเลี่ยงการอยู่ติดกันแบบขนาน และควรวางสายกราวด์ระหว่างสายไฟทั้งสองเส้น เพื่อหลีกเลี่ยงการมีเพศสัมพันธ์ป้อนกลับของวงจร หากบอร์ดที่พิมพ์เป็นบอร์ดหลายชั้น ทิศทางการกำหนดเส้นทางของสายสัญญาณของแต่ละชั้นจะแตกต่างจากเลเยอร์บอร์ดที่อยู่ติดกัน สำหรับสายสัญญาณที่สำคัญบางสาย คุณควรบรรลุข้อตกลงกับผู้ออกแบบสาย โดยเฉพาะสายสัญญาณส่วนต่าง ควรจัดเส้นทางเป็นคู่ พยายามทำให้ขนานและปิด และความยาวไม่แตกต่างกันมากนัก ส่วนประกอบทั้งหมดบน PCB ควรย่อและลดโอกาสในการขายและการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ความกว้างขั้นต่ำของสายไฟใน PCB ส่วนใหญ่จะพิจารณาจากความแข็งแรงการยึดเกาะระหว่างสายไฟกับชั้นฉนวนและค่ากระแสที่ไหลผ่านสายไฟเหล่านั้น เมื่อความหนาของฟอยล์ทองแดงคือ 0.05 มม. และความกว้าง 1-1.5 มม. อุณหภูมิจะไม่สูงกว่า 3 องศาเมื่อกระแส 2A ผ่านไป เมื่อความกว้างของสายไฟคือ 1.5 มม. สามารถตอบสนองความต้องการได้ สำหรับวงจรรวม โดยเฉพาะวงจรดิจิทัล มักจะเลือก 0.02-0.03 มม. แน่นอนว่า ตราบใดที่ได้รับอนุญาต เราจะใช้สายไฟที่มีความกว้างมากที่สุด โดยเฉพาะสายไฟและสายกราวด์บน PCB ระยะห่างขั้นต่ำระหว่างสายไฟส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยความต้านทานของฉนวนและแรงดันพังทลายระหว่างสายไฟในกรณีที่เลวร้ายที่สุด
สำหรับวงจรรวม (IC) บางตัว ระยะห่างสามารถทำให้เล็กกว่า 5-8 มม. จากมุมมองของเทคโนโลยี โดยทั่วไปการโค้งงอของลวดพิมพ์จะเป็นส่วนโค้งที่เล็กที่สุด และควรหลีกเลี่ยงการโค้งงอน้อยกว่า 90 องศา มุมขวาและมุมรวมจะส่งผลต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้าในวงจรความถี่สูง กล่าวโดยสรุป การเดินสายไฟของบอร์ดพิมพ์ควรจะสม่ำเสมอ หนาแน่น และสม่ำเสมอ พยายามหลีกเลี่ยงการใช้ฟอยล์ทองแดงเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่ในวงจร ไม่เช่นนั้น เมื่อเกิดความร้อนเป็นเวลานานระหว่างการใช้งาน ฟอยล์ทองแดงจะขยายตัวและหลุดออกได้ง่าย หากต้องใช้ฟอยล์ทองแดงในพื้นที่ขนาดใหญ่ สามารถใช้ลวดรูปทรงตารางได้ ขั้วของสายไฟคือแผ่น รูตรงกลางของแผ่นมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของสายอุปกรณ์ หากแผ่นมีขนาดใหญ่เกินไป ก็สามารถสร้างรอยเชื่อมเสมือนระหว่างการเชื่อมได้ง่าย เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก D ของแผ่นโดยทั่วไปต้องไม่น้อยกว่า (d+1.2) มม. โดยที่ d คือรูรับแสง สำหรับส่วนประกอบบางส่วนที่มีความหนาแน่นค่อนข้างสูง ควรใช้เส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำของแผ่น (d+1.0) มม. หลังจากออกแบบแผ่นอิเล็กโทรดเสร็จสิ้นแล้ว ควรวาดกรอบโครงร่างของอุปกรณ์รอบแผ่นของบอร์ดที่พิมพ์ และ ควรทำเครื่องหมายข้อความและตัวอักษรพร้อมกัน โดยทั่วไป ความสูงของข้อความหรือกรอบควรอยู่ที่ประมาณ 0.9 มม. และความกว้างของเส้นควรอยู่ที่ประมาณ 0.2 มม. และไม่ควรกดเส้น เช่น ข้อความและตัวอักษรที่ทำเครื่องหมายไว้บนแป้น หากเป็นบอร์ดสองชั้น ตัวอักษรด้านล่างควรสะท้อนฉลาก

ประการที่สอง เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบทำงานได้ดีขึ้นและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น PCB จะต้องพิจารณาความสามารถในการป้องกันการรบกวนในการออกแบบ และมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับวงจรเฉพาะ
การออกแบบสายไฟและสายดินในแผงวงจรมีความสำคัญอย่างยิ่ง ตามขนาดของกระแสที่ไหลผ่านแผงวงจรต่างๆ ควรเพิ่มความกว้างของสายไฟให้มากที่สุดเพื่อลดความต้านทานของลูป ขณะเดียวกันทิศทางของสายไฟและสายดินและข้อมูล ทิศทางการส่งยังคงเหมือนเดิม มีส่วนช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพความสามารถในการป้องกันเสียงรบกวนของวงจร บน PCB มีทั้งวงจรลอจิกและวงจรเชิงเส้นเพื่อให้แยกออกจากกันมากที่สุด วงจรความถี่ต่ำสามารถต่อแบบขนานจุดเดียวได้ การเดินสายไฟจริงสามารถต่อแบบอนุกรมแล้วต่อแบบขนานได้ สายดินควรสั้นและหนา ฟอยล์กราวด์พื้นที่ขนาดใหญ่สามารถใช้กับส่วนประกอบความถี่สูงได้ สายดินควรมีความหนามากที่สุด หากสายกราวด์บางมาก ศักย์กราวด์จะเปลี่ยนไปตามกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะลดประสิทธิภาพการป้องกันเสียงรบกวน ดังนั้นควรทำให้สายกราวด์มีความหนาขึ้นเพื่อให้สามารถเข้าถึงกระแสไฟฟ้าที่ยอมให้บนแผงวงจรได้ หากการออกแบบให้เส้นผ่านศูนย์กลางของสายกราวด์มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 2-3 มม. ในวงจรดิจิทัลก็สามารถจัดเรียงสายกราวด์ได้ ห่วงเพื่อปรับปรุงความสามารถในการป้องกันเสียงรบกวน ในการออกแบบ PCB โดยทั่วไปตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนที่เหมาะสมจะได้รับการกำหนดค่าไว้ในส่วนสำคัญของบอร์ดที่พิมพ์ ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าขนาด 10-100uF เชื่อมต่อข้ามเส้นที่ปลายอินพุตกำลังไฟ โดยทั่วไปควรจัดเรียงตัวเก็บประจุชิปแม่เหล็ก 0.01PF ใกล้กับพินกำลังของชิปวงจรรวมที่มีพิน 20-30 สำหรับชิปขนาดใหญ่ สายไฟ จะมีพินหลายอันและควรเพิ่มตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนไว้ใกล้ ๆ จะดีกว่า สำหรับชิปที่มีพินมากกว่า 200 พิน ให้เพิ่มตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนอย่างน้อยสองตัวที่ด้านข้างทั้งสี่ด้าน หากช่องว่างไม่เพียงพอ สามารถจัดเรียงตัวเก็บประจุแทนทาลัม 1-10PF บนชิป 4-8 ตัวได้ สำหรับส่วนประกอบที่มีความสามารถในการป้องกันการรบกวนต่ำและการเปลี่ยนแปลงการปิดเครื่องจำนวนมาก ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนควรเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างสายไฟและสายกราวด์ของส่วนประกอบ ,ไม่ว่าตะกั่วชนิดใดที่เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุด้านบนก็ไม่ง่ายที่จะยาวเกินไป

3. หลังจากการออกแบบส่วนประกอบและวงจรของแผงวงจรเสร็จสิ้นแล้ว ควรพิจารณาการออกแบบกระบวนการต่อไป เพื่อกำจัดปัจจัยที่ไม่ดีทุกชนิดก่อนเริ่มการผลิต และในเวลาเดียวกัน ให้คำนึงถึงความสามารถในการผลิตของ แผงวงจรเพื่อผลิตสินค้าคุณภาพสูง และการผลิตจำนวนมาก
.. เมื่อพูดถึงการวางตำแหน่งและการเดินสายไฟของส่วนประกอบ กระบวนการบางอย่างของแผงวงจรก็มีส่วนเกี่ยวข้องด้วย การออกแบบกระบวนการของแผงวงจรส่วนใหญ่เป็นการประกอบแผงวงจรและส่วนประกอบที่เราออกแบบผ่านสายการผลิต SMT เพื่อให้ได้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่ดีและบรรลุเค้าโครงตำแหน่งของผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบของเรา การออกแบบแผ่น สายไฟ และป้องกันการรบกวน ฯลฯ ยังต้องพิจารณาว่าบอร์ดที่เราออกแบบนั้นผลิตได้ง่ายหรือไม่ สามารถประกอบด้วยเทคโนโลยีการประกอบที่ทันสมัย ​​- เทคโนโลยี SMT และในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องตอบสนอง เงื่อนไขในการไม่อนุญาตให้ผลิตสินค้าที่มีข้อบกพร่องในระหว่างการผลิต สูง. โดยเฉพาะมีประเด็นต่อไปนี้:
1: สายการผลิต SMT ที่แตกต่างกันมีเงื่อนไขการผลิตที่แตกต่างกัน แต่ในแง่ของขนาดของ PCB ขนาดบอร์ดเดียวของ PCB ไม่น้อยกว่า 200 * 150 มม. หากด้านยาวเล็กเกินไป สามารถใช้การวางตำแหน่งได้ และอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างคือ 3:2 หรือ 4:3 เมื่อขนาดของแผงวงจรมากกว่า 200×150 มม. ควรพิจารณาความแข็งแรงทางกลของแผงวงจร

2: เมื่อขนาดของแผงวงจรมีขนาดเล็กเกินไป กระบวนการผลิตสาย SMT ทั้งหมดเป็นเรื่องยาก และไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะผลิตเป็นชุด วิธีที่ดีที่สุดคือใช้รูปแบบกระดานซึ่งรวม 2, 4, 6 และกระดานเดี่ยวอื่น ๆ ตามขนาดของกระดาน เมื่อรวมเข้าด้วยกันเป็นกระดานทั้งหมดที่เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก ขนาดของกระดานทั้งหมดควรเหมาะสมกับขนาดของช่วงที่ติดได้
3: เพื่อปรับให้เข้ากับตำแหน่งของสายการผลิต แผ่นไม้อัดควรเว้นช่วง 3-5 มม. โดยไม่มีส่วนประกอบใด ๆ และแผงควรเหลือขอบกระบวนการ 3-8 มม. การเชื่อมต่อระหว่างขอบกระบวนการและ PCB มีสามประเภท: A โดยไม่ทับซ้อนกัน, มีถังแยก, B มีด้านข้างและถังแยก และ C มีด้านข้างและไม่มีถังแยก พร้อมกับอุปกรณ์กระบวนการเจาะ ตามรูปร่างของบอร์ด PCB มีบอร์ดจิ๊กซอว์หลายรูปแบบเช่น Youtu ด้านกระบวนการของ PCB มีวิธีการวางตำแหน่งที่แตกต่างกันไปตามรุ่นต่างๆ และบางรุ่นก็มีรูระบุตำแหน่งที่ด้านกระบวนการ เส้นผ่านศูนย์กลางของรูคือ 4-5 ซม. ความแม่นยำของตำแหน่งค่อนข้างสูงกว่าด้านข้าง ดังนั้นจึงมี โมเดลที่มีตำแหน่งรูต้องมีรูระบุตำแหน่งในระหว่างการประมวลผล PCB และการออกแบบรูต้องเป็นมาตรฐานเพื่อหลีกเลี่ยงความไม่สะดวกในการผลิต

4: เพื่อให้ตำแหน่งดีขึ้นและมีความแม่นยำในการติดตั้งสูงขึ้น จำเป็นต้องกำหนดจุดอ้างอิงสำหรับ PCB ไม่ว่าจะมีจุดอ้างอิงและการตั้งค่านั้นดีหรือไม่ก็ตามจะส่งผลโดยตรงต่อการผลิตจำนวนมากของสายการผลิต SMT รูปร่างของจุดอ้างอิงอาจเป็นสี่เหลี่ยม วงกลม สามเหลี่ยม ฯลฯ และเส้นผ่านศูนย์กลางควรอยู่ในช่วง 1-2 มม. และบริเวณโดยรอบของจุดอ้างอิงควรอยู่ในช่วง 3-5 มม. โดยไม่มีส่วนประกอบใด ๆ และ โอกาสในการขาย ในเวลาเดียวกัน จุดอ้างอิงควรเรียบและเรียบโดยไม่มีมลภาวะใดๆ การออกแบบจุดอ้างอิงไม่ควรใกล้กับขอบกระดานมากเกินไป ต้องมีระยะห่าง 3-5 มม.
5: จากมุมมองของกระบวนการผลิตโดยรวม รูปร่างของบอร์ดควรมีรูปทรงพิทช์ โดยเฉพาะสำหรับการบัดกรีแบบคลื่น ทรงสี่เหลี่ยมสะดวกในการจัดส่ง หากมีร่องที่ขาดหายไปบนบอร์ด PCB ร่องที่ขาดหายไปควรถูกเติมให้อยู่ในรูปของขอบกระบวนการ และบอร์ด SMT เดียวได้รับอนุญาตให้มีร่องที่หายไป แต่ร่องที่หายไปนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะใหญ่เกินไปและควรมีความยาวน้อยกว่า 1/3 ของด้านข้าง