Warum PCB-Layout erforderlich ist
Wir verwenden Leiterplatten (PCB) zur Verbindung elektronischer Komponenten mithilfe von Leiterbahnen. Dies ermöglicht die Entwicklung von Prototypen elektrischer Schaltungen und die Herstellung elektronischer Produkte. Die Massenproduktion elektronischer Produkte auf PCB-Basis ist schneller und kostengünstiger als die Produktion mit alternativen Verdrahtungstechniken. Denn auf PCBs werden Komponenten gleichzeitig montiert und verdrahtet. Daher müssen wir die PCB-Layout einmalig erhoben und Wir können eine große Anzahl von Leiterplatten gleichzeitig herstellen.
Bei Leiterplatten ist die Gestaltung des Layouts der wichtigste Teil, da sie die Platzierung verschiedener Komponenten und ihre jeweilige Rolle im gewünschten Produkt bestimmt. In diesem Leitfaden erläutern wir einige Strategien für das PCB-Layoutdesign, häufige Fehler, die Sie vermeiden sollten, usw., um Ihnen bei der Entwicklung hochwertiger Leiterplatten zu helfen.
Erstens we werden einen Blick auf einige der Strategien werfen, die beim Entwerfen eines PCB-Layouts häufig verwendet werden;
Strategien zum Entwerfen des PCB-Layouts
Alles beginnt mit einem Schema
Es empfiehlt sich, vor Beginn der Leiterplattenkonstruktion einen Schaltplan zu erstellen. Der Schaltplan dient als Vorlage für die Platzierung der Komponenten und die Anordnung der Leiterbahnen auf der Leiterplatte. Mit einer effizienten Leiterplattenkonstruktionssoftware können Sie diesen Schaltplan importieren, was den Leiterplattenkonstruktionsprozess deutlich vereinfacht.
Sobald Sie diesen Schaltplan in eine intelligente PCB-Designsoftware importiert haben, können Sie mit der Platzierung von Komponenten, Drähten und Footprints beginnen. Anschließend können wir mit der Gestaltung des PCB-Layouts beginnen.
Der Kompartimentierungsansatz
Die Kompartimentierung ist eine hervorragende Strategie für die Gestaltung eines PCB-Layouts. Wir müssen die Rolle jedes Teils der Schaltung identifizieren und die Schaltung dann entsprechend ihrer Funktion in kleine Abschnitte unterteilen. Dies trägt zu einer besseren Visualisierung der Schaltung bei.
Sie müssen die Komponenten jedes Abschnitts im selben Bereich der Leiterplatte gruppieren. Dies trägt dazu bei, die Leiterbahnen kurz zu halten. Dies ist wichtig, da lange Leiterbahnen elektromagnetische Strahlung aufnehmen können, die zu Rauschen und Störungen führen kann.
Sie sollten die verschiedenen Abschnitte der Schaltungen so anordnen, dass der Strom einem kurzen, geradlinigen Weg folgt. Stellen Sie sicher, dass die an alle Abschnitte gelieferte Spannung gleich ist. Wir nennen dies „Sternkonfiguration“ und sie hilft, kürzere Leiterbahnen zu erreichen.
Einschichtiger und mehrschichtiger Ansatz
Sie finden es möglicherweise schwierig, große Schaltkreise zu entwerfen auf eine einlagige LeiterplatteDies liegt daran, dass sich beim Verlegen von Leiterbahnen Überschneidungen nur schwer vermeiden lassen. Möglicherweise benötigen Sie zwei oder mehr Lagen mit Leiterbahnen, die auf mehreren Seiten der Leiterplatte verlegt werden.
Mithilfe einer Durchkontaktierung können Sie Leiterbahnen einer Lage mit der anderen verbinden. Unter einer Durchkontaktierung versteht man ein kupferbeschichtetes Loch in einer Leiterplatte, das die untere mit der oberen Lage elektrisch verbindet. Sie können die unteren und oberen Leiterbahnen auch über die Durchgangsbohrung der eingesetzten elektronischen Komponenten verbinden.
Die NT-Tron Serie 45o Biegetechnik
Eine bewährte Methode beim Entwurf von Leiterplatten besteht darin, die meisten Kupferleiterbahnen in einem 45°-Winkel zu biegen. Dies liegt daran, dass 45°-Winkel den elektrischen Pfad zwischen verschiedenen Komponenten im Vergleich zu 90°-Winkeln verkürzen. Darüber hinaus können Hochgeschwindigkeits-Logiksignale in spitzen Winkeln (nahe 90°) reflektiert werden, was zu Störungen führen kann.
Einige häufige Fehler, die beim PCB-Layout zu vermeiden sind
Hier sind einige der häufigsten Fehler beim PCB-Layout und wie Sie sie vermeiden können.
Wahl des falschen Design-Tools
Für die Entwicklung einer effizienten Leiterplatte ist die Wahl des richtigen Werkzeugs empirisch. Die Wahl eines falschen oder ungeeigneten Werkzeugs für die Leiterplattenentwicklung führt zu Problemen wie erhöhten Herstellungskosten und längeren Wartezeiten. Daher empfehlen wir Ihnen dringend, das passende Werkzeug zu wählen, das Ihren Anforderungen an die Leiterplattenentwicklung am besten entspricht. Es gibt eine große Auswahl, und Sie sollten gründlich recherchieren, bevor Sie in ein bestimmtes Werkzeug investieren.
Inkompetente Layouttechniken
Leiterplattendesigns sind oft komplex, da sie häufig zur Herstellung schnellerer und kleinerer elektronischer Geräte verwendet werden. Die Nachfrage nach elektronischen Schaltungen mit minimalem Platzbedarf steigt. Deshalb streben wir danach, Leiterplatten mit kleineren Komponenten und reduziertem Platzbedarf herzustellen. Bei einer ungeeigneten oder ungeeigneten Layouttechnik funktionieren die Verbindungen möglicherweise nicht richtig. Bei Komponenten mit hoher Pinzahl und kleinerem Rastermaß ist die Wahl einer geeigneten Layouttechnik entscheidend.
Unsachgemäße Kupferdicke
Die Kupferdicke spielt eine wichtige Rolle bei der Leiterbahnführung und damit beim PCB-Design. Ist die Dicke nicht ausreichend, ist die Beschichtung der Löcher unzureichend. Deshalb ist die genaue Kupferdicke für ein gutes PCB-Design wichtig.
Falsche Platzierung von Entkopplungskondensatoren
Wir verwenden Entkopplungskondensatoren, um eine stabile Spannung aufrechtzuerhalten. Wir platzieren diese Kondensatoren häufig auf der Stromversorgungsschiene. Wir sollten diese Kondensatoren in der Nähe des Pins platzieren, der eine stabile Spannung benötigt. Entkopplungskondensatoren funktionieren nicht richtig, wenn sie entfernt von dem Pin platziert werden, der eine stabile Spannung benötigt.
Keine Sicherungskopien Ihrer Arbeit erstellen
Wir verwenden unterschiedliche Datensätze und Software für die Erstellung effizienter PCB-Designs. Aufgrund der verschiedenen verwendeten Tools können Daten verloren gehen oder dauerhaft gelöscht werden, wenn sie nicht regelmäßig gesichert werden. Erstellen Sie mehrere Backups Ihrer Arbeit, damit die anderen Daten auch bei Beschädigung eines Backups sicher sind.
Fehlende Designprüfungen
Eines der wichtigsten Elemente eines PCB-Designs ist die Überprüfung der Schaltungsverbindungen und der Funktionsweise der Leiterplatte. Designprüfungen helfen, Designfehler aller Art zu vermeiden. Menschen sind bei der Überprüfung ihrer eigenen Arbeit voreingenommen. Deshalb sollten Sie das PCB-Design unbedingt von anderen Personen überprüfen lassen, da diese möglicherweise auf Fehler stoßen, die Sie übersehen haben.
Fehlende Kommunikation
Stress, Multitasking und Ermüdung sind bei der Massenproduktion von Leiterplatten häufig anzutreffen. Diese Faktoren können zu Missverständnissen führen, die wiederum zu höheren Kosten und längeren Bearbeitungszeiten führen können. Um dies zu vermeiden, sollten Sie eine gute Kommunikation über alle Kanäle hinweg sicherstellen. Dies trägt zur Entwicklung und Herstellung effizienter Leiterplatten bei, die Ihren gewünschten Serviceanforderungen entsprechen.
Die 7 besten PCB-Design-Tools
Es gibt heute zahlreiche PCB-Layout-Design-Tools auf dem Markt. Sie sollten alle wichtigen Tools sorgfältig prüfen und dann das passende Tool auswählen, das Ihren Anforderungen entspricht. Hier sind die sieben wichtigsten Layout-Design-Tools, die in der PCB-Industrie weit verbreitet sind:
1.Altium Designer
Mit leistungsstarken Funktionen wie erweiterter 3D-Visualisierung, Echtzeit-Zusammenarbeit und nahtloser Integration mit MCAD ist Altium Designer die erste Wahl für professionelles PCB-Design. Es ist zwar leistungsstark, hat aber seinen Preis: ab 355 US-Dollar pro Monat.
2. Cadence Allegro
Cadence Allegro ist auf komplexe Leiterplattendesigns, wie beispielsweise CPU-Motherboards, spezialisiert. Es zeichnet sich durch Signalintegritätsanalyse aus und bietet umfangreiche Routing-Optionen sowie eine umfassende Komponentenbibliothek. Die Zielgruppe sind anspruchsvolle Unternehmenskunden.
3. EasyEDA
EasyEDA ist eine kostenlose, webbasierte Lösung, die sowohl online als auch offline genutzt werden kann. Sie unterstützt den Dateiimport aus anderen gängigen Tools und bietet integrierte Funktionen wie die Echtzeit-Integration des Komponentenbestands und die 3D-PCB-Visualisierung.
4. KiCAD
Für Platinen mit geringer bis mittlerer Komplexität gibt es eine Open-Source-Alternative: KiCAD. Plattformübergreifend, mit 3D-Anzeige und aktiver Community ist es ein vielseitiges Routing-Tool.
5. Adler
Autodesk hat Eagle übernommen, dessen Preisgestaltung von der kostenlosen Version bis zur Premium-Version reicht. Die kostenpflichtigen Versionen verfügen über automatisches Routing und sind gut mit Fusion 360 kompatibel.
6. CircuitMaker
CircuitMaker basiert auf Altium-Technologie, ist kostenlos und ideal für Einzelanwender und kleine Projekte. Es unterstützt bis zu 32 Lagen und bietet Funktionen wie topologisches Autorouting und interaktive Routing-Modi.
7. DesignSpark PCB
DesignSpark PCB bietet kostengünstigen Zugriff auf PCB-Designtools mit erweiterten Funktionen, die Sie mit einem Abonnement (17.99 $/Monat) nutzen können. Mit SnapEDA-Komponentenzugriff stehen Ihnen außerdem anpassbare Stücklistenvorlagen zur Verfügung.
MOKO-Technologie ist ein renommierter Name in der Leiterplattenentwicklung und -herstellung. Wir verwenden modernste Werkzeuge für die Erstellung von Leiterplattenlayouts und unterstützen Sie gerne bei der Gestaltung von Layouts, die Ihren spezifischen Anforderungen entsprechen. Wir verfügen über ein hochentwickeltes Setup für die Herstellung hochwertiger Produkte. LeiterplattenWenn Sie brillante ein- oder mehrschichtige Leiterplatten entwickelt haben, Ihre Idee aber nicht umsetzen können, sind Sie bei uns genau richtig. Kontaktieren Sie uns einfach, und wir kümmern uns um den Rest. Wir freuen uns auf Ihre Nachricht!
