Hoe u een PCB-layout ontwerpt: effectieve strategieën die u moet kennen

Waarom PCB-layout nodig is

We gebruiken printplaten (PCB's) voor het verbinden van elektronische componenten met behulp van geleidende sporen. Dit maakt het mogelijk om prototypes van elektrische schakelingen te maken en elektronische producten te produceren. Massaproductie van elektronische producten op basis van PCB's is sneller en goedkoper dan die op basis van alternatieve bedradingstechnieken. Omdat componenten op PCB's gelijktijdig worden gemonteerd en bedraad, moeten we de PCB-indeling eenmaal en Wij kunnen een groot aantal PCB's tegelijkertijd produceren.

Bij PCB's is het ontwerpen van de lay-out het belangrijkste onderdeel, omdat dit de plaatsing van de verschillende componenten en hun rol in het gewenste product bepaalt. In deze handleiding beschrijven we enkele strategieën voor het ontwerpen van PCB-layouts, veelvoorkomende fouten die u moet vermijden, enzovoort, om u te helpen hoogwaardige PCB's te ontwerpen.

Eerste, we gaan we een aantal strategieën bekijken die veelgebruikt worden bij het ontwerpen van een PCB-layout;

Strategieën voor het ontwerpen van PCB-layouts

Het begint allemaal met een schema

Het is een goede gewoonte om een ​​schema van de schakeling te maken voordat u begint met het ontwerpen van de PCB. Het schema fungeert als blauwdruk voor het plaatsen van componenten en het uitzetten van de sporen op de PCB. Als u efficiënte PCB-ontwerpsoftware gebruikt, kunt u dit schema importeren, wat het PCB-ontwerpproces relatief eenvoudiger maakt.

Nadat u dit schema in een intelligente PCB-ontwerpsoftware hebt geïmporteerd, kunt u beginnen met het plaatsen van componenten, draden en footprints. Zodra we dit hebben gedaan, kunnen we beginnen met het ontwerpen van de PCB-layout.

De compartimenteringsbenadering

Compartimentering is een uitstekende strategie voor het ontwerpen van een PCB-layout. We moeten de rol van elk onderdeel van het circuit identificeren en het circuit vervolgens in kleine secties verdelen op basis van hun functie. Dit helpt bij een betere visualisatie van het circuit.

De componenten van elke sectie moeten bij elkaar in hetzelfde gebied op de printplaat gegroepeerd blijven. Dit helpt om de geleidende sporen kort te houden. Dit is belangrijk omdat lange sporen elektromagnetische straling kunnen oppikken, wat kan leiden tot ruis en interferentie.

Je moet de verschillende secties van de schakelingen zo rangschikken dat de stroom een ​​klein en lineair pad volgt. Je moet ervoor zorgen dat de stroom die aan elke sectie wordt geleverd, een gelijke spanning heeft. We noemen dit een "sterconfiguratie" en het helpt bij het realiseren van kortere sporen.

Enkellaagse en meerlaagse aanpak

Het kan lastig zijn om grote circuits te ontwerpen op een enkellaags PCBDit komt doordat het moeilijk is om kruispunten te vermijden bij het routeren van sporen. Mogelijk hebt u twee of meer lagen nodig met sporen die aan meerdere zijden van de PCB worden gerouteerd.

Je kunt sporen op de ene laag met de andere verbinden met behulp van een "via". We kennen "via" als een koperen gat in een printplaat dat de onderste laag elektrisch met de bovenste laag verbindt. Je kunt de onderste en bovenste sporen ook verbinden met behulp van het "doorlopende gat" van de ingezette elektronische componenten.

De 45^o Buigtechniek

Een goede gewoonte bij het ontwerpen van printplaten is om de meeste koperdraden in een hoek van 45° te buigen. Dit komt doordat hoeken van 45° het elektrische pad tussen verschillende componenten verkorten in tegenstelling tot hoeken van 90°. Bovendien kunnen snelle logische signalen onder scherpe hoeken (bijna 90°) worden gereflecteerd, wat tot interferentie kan leiden.

Enkele veelvoorkomende fouten die u moet vermijden bij het ontwerpen van een PCB

Hieronder staan ​​enkele van de meest voorkomende fouten bij het maken van een PCB-layout en hoe u deze kunt vermijden.

1. Keuze van verkeerde ontwerptool

Voor het ontwerpen van een efficiënte PCB is het belangrijk om het juiste gereedschap te kiezen. Als u een verkeerd of ongeschikt gereedschap kiest voor het ontwerpen van PCB's, kan dit problemen veroorzaken zoals hogere productiekosten en langere vertragingen. Daarom raden we u ten zeerste aan om het juiste gereedschap te kiezen dat het beste aansluit op uw behoeften voor PCB-ontwerp. Er zijn talloze opties om uit te kiezen en u moet goed onderzoek doen voordat u in een bepaald gereedschap investeert.

2. Incompetente lay-outtechnieken

PCB-ontwerpen zijn vaak complex omdat we ze vaak gebruiken om snellere en kleinere elektronische apparaten te maken. Er is een toenemende vraag naar elektronische schakelingen met een minimale footprint. Daarom willen we PCB's maken met kleinere componenten die een kleinere footprint hebben. Als u een incompetente of ongeschikte lay-outtechniek kiest, werken de verbindingen mogelijk niet goed. Als u werkt met componenten met een hoger aantal pinnen en een kleinere pitch, is het cruciaal om een ​​competente lay-outtechniek te kiezen.

3. Onjuiste dikte van koper

De dikte van koper speelt een belangrijke rol bij het traceren en dus ook bij het ontwerpen van PCB's. Als de dikte niet voldoende is, is er onvoldoende plating in de gaten. Daarom is het belangrijk om de juiste koperdikte te bereiken voor een goed PCB-ontwerp.

4. Onjuiste plaatsing van ontkoppelingscondensatoren

We gebruiken ontkoppelcondensatoren om een ​​stabiele spanning te behouden. We plaatsen deze condensatoren vaak op de voedingsspanningsrail. We moeten deze condensatoren dicht bij de pin plaatsen die een stabiele spanning nodig heeft. Ontkoppelcondensatoren werken niet goed als ze ver van de pin worden geplaatst die een stabiele spanning nodig heeft.

5. Het niet maken van back-ups van uw werk

We gebruiken verschillende datasets en software om efficiënte PCB-ontwerpen te maken. Door de verschillende tools die we gebruiken, kunnen de gegevens zoekraken of permanent verloren gaan als u ze niet regelmatig opslaat. Maak meerdere back-ups van uw werk, zodat zelfs als er één beschadigd raakt, de andere nog steeds veilig zijn.

6. Gebrek aan ontwerpbeoordelingen

Een van de belangrijkste elementen in een PCB-ontwerp is het beoordelen van de onderlinge verbindingen van de circuits en de werking van de PCB. Ontwerpbeoordelingen helpen bij het voorkomen van allerlei ontwerpfouten. Mensen hebben een zekere vooringenomenheid bij het beoordelen van hun eigen werk. Daarom is het belangrijk om het PCB-ontwerp door anderen te laten beoordelen, omdat ze mogelijk fouten tegenkomen die u over het hoofd heeft gezien.

7. Gebrek aan communicatie

Stress, multitasking en vermoeidheid komen vaak voor bij de massaproductie van PCB's. Deze factoren kunnen leiden tot miscommunicatie, wat op zijn beurt kan leiden tot hogere kosten en langere productietijden. Om dit te voorkomen, is het belangrijk om te zorgen voor goede communicatie via alle kanalen. Dit helpt bij het ontwerpen en produceren van efficiënte PCB's die voldoen aan uw gewenste servicevereisten.

Top 7 PCB-ontwerptools

Er zijn tegenwoordig talloze tools voor het ontwerpen van PCB-layouts verkrijgbaar. Het is belangrijk om alle belangrijke tools zorgvuldig en objectief te bekijken en vervolgens de juiste tool te kiezen die aan al uw behoeften voldoet. Hier zijn de 7 beste tools voor het ontwerpen van lay-outs die veelgebruikt worden in de PCB-industrie:

1. Altium Designer

Met krachtige functies zoals geavanceerde 3D-visualisatie, realtime samenwerking en naadloze integratie met MCAD is Altium Designer de beste keuze voor professioneel PCB-ontwerp. Het is echter krachtig, maar heeft ook een hoog prijskaartje: vanaf $ 355 per maand.

2. Cadence Allegro

Cadence Allegro is gespecialiseerd in complexe printplaatontwerpen, zoals CPU-moederborden. Het bedrijf blinkt uit in signaalintegriteitsanalyse en biedt uitgebreide routeringsopties en een uitgebreide componentenbibliotheek. De doelgroep bestaat uit high-end zakelijke gebruikers.

3. GemakkelijkEDA

EasyEDA is een gratis, webgebaseerde oplossing die zowel online als offline gebruikt kan worden. Het ondersteunt bestandsimport vanuit andere belangrijke tools en bevat geïntegreerde functies zoals realtime integratie van componentinventarisatie en 3D PCB-visualisatie.

4. KiCAD

Voor borden met een lage tot gemiddelde complexiteit is er een open-source alternatief: KiCAD. KiCAD is een veelzijdige routeringstool, geschikt voor meerdere platformen, biedt 3D-weergave en heeft een actieve community.

5. adelaar

Autodesk heeft Eagle overgenomen, dat een prijsstructuur heeft van gratis tot een premiumversie. De betaalde versies zijn voorzien van automatische routering en werken goed samen met Fusion 360.

6. CircuitMaker

CircuitMaker, gebaseerd op Altium-technologie, is gratis en ideaal voor individuele gebruikers en kleine projecten. Het ondersteunt tot 32 lagen en bevat functies zoals topologische autorouting en interactieve routingmodi.

7. DesignSpark-printplaat

DesignSpark PCB biedt betaalbare toegang tot PCB-ontwerptools met geavanceerde functies die beschikbaar zijn wanneer u zich abonneert ($ 17.99/maand). Met SnapEDA-componenttoegang beschikt het ook over aanpasbare BOM-sjablonen.

MOKO-technologie is een gerenommeerde naam op het gebied van PCB-ontwerp en -productie. We gebruiken geavanceerde tools voor het ontwerpen van PCB-layouts en kunnen u helpen bij het ontwerpen van lay-outs die voldoen aan uw specifieke behoeften. We beschikken over een zeer geavanceerde installatie voor de productie van hoogwaardige PCB's. PCB'sAls je erin geslaagd bent om briljante enkellaagse of meerlaagse printplaten te ontwerpen, maar je idee niet kunt realiseren, hoef je je geen zorgen te maken, want wij helpen je verder. Neem gewoon contact met ons op en wij helpen je verder. We hopen snel van je te horen!