Hur man förstår några viktiga steg i utformningen av PCB-kort

Om du är intresserad av att designa ett mönsterkort finns det ett antal viktiga steg som du måste känna till. Dessa steg inkluderar idé, definition, validering och placering av komponenter. Att förstå dessa steg hjälper dig att göra en så bra design som möjligt.

Idé

Att skapa en effektiv mönsterkortsdesign börjar med att definiera syftet med enheten. Det är viktigt att matcha kretskortets dimensioner och höjdbegränsningar med de avsedda komponenterna. Andra faktorer att ta hänsyn till är komponenternas ESR vid höga frekvenser och temperaturstabilitet. Dessutom är det nödvändigt att välja rätt spårbredd och spåravstånd. Om man inte följer denna allmänna regel kan det leda till en explosion av kostnader.

PCB-designprocessen börjar med idé, definition och validering. Detta steg är kritiskt och sker innan man designar en prototyp eller utför en design. Det lyfter fram designerns kreativitet och ser till att alla hårdvarukomponenter är inriktade och kongruenta. Det möjliggör också samarbete mellan de olika teammedlemmarna, vilket resulterar i synergi.

Definition

Konstruktionen av ett mönsterkort är en komplex process. Den omfattar val av rätt material för mönsterkortets bas, val av designregel och val av slutliga dimensioner. Kretskortet måste också testas för att säkerställa att det fungerar korrekt under de avsedda driftsförhållandena. Om designen inte görs på rätt sätt kan projektet sluta med ett misslyckande.

Det första steget i mönsterkortsdesignen är att skapa en uppsättning ritningar. Detta görs med hjälp av datorprogram. Ritningarna fungerar som en modell för designen. Designern kan också använda en spårbreddskalkylator för att bestämma de inre och yttre lagren. De ledande kopparspåren och kretsarna markeras med svart bläck. Spåren kallas lager i mönsterkortsdesignen. Det finns två typer av lager, det yttre och det inre.

Validering

Kretskort genomgår valideringsprocesser för att säkerställa att de är korrekt utformade. Dessa tester utförs genom att undersöka kortets strukturer. Dessa strukturer inkluderar prober och kontakter samt Beatty-standarden för materialparametrar. Dessa tester utförs för att eliminera eventuella designfel, till exempel reflektioner.

Kretskorten förbereds sedan för tillverkning. Processen beror på vilket CAD-verktyg som används och på tillverkningsanläggningen. Vanligtvis genereras Gerber-filer, som är ritningar av varje lager. Det finns flera verktyg för visning och verifiering av Gerber-filer, varav vissa är inbyggda i CAD-verktyg medan andra är fristående applikationer. Ett exempel är ViewMate, som är gratis att ladda ner och använda.

I valideringsprocessen ingår också att testa enheten. Designen testas med en prototyp för att säkerställa att den uppfyller förväntad respons. Dessutom ingår en analys av kretsen för att avgöra om konstruktionen är stabil. Resultaten av detta test avgör om några förändringar krävs. Vissa modifieringar bör göras för att förbättra konstruktionen och säkerställa att den uppfyller kundens specifikationer.

Placering av komponenter

Placering av komponenter på kretskort kan göras på många sätt. Du kan placera dem ovanför eller under en annan komponent, eller så kan du använda en kombination av dessa metoder. Placeringarna kan göras snygga genom att rikta in komponenterna genom att välja Align Top eller Align Bottom. Du kan också fördela komponenterna jämnt på brädet genom att markera komponenterna och högerklicka på dem. Du kan också flytta komponenter till ovansidan eller undersidan av kretskortet genom att trycka på L.

Vid konstruktion av mönsterkort är placeringen av komponenter avgörande. Helst placeras komponenterna på ovansidan av kretskortet. Men om komponenten har en låg värmeavledning kan den placeras på undersidan. Det rekommenderas också att gruppera liknande komponenter tillsammans och placera dem i en jämn rad. Dessutom bör du placera frikopplingskondensatorer i närheten av aktiva komponenter. Dessutom bör du placera kontakter enligt designkraven.

Dielektrisk genomslagsspänning

Oavsett om du designar ditt eget mönsterkort eller köper ett mönsterkort från en tillverkare finns det flera steg som du bör känna till. Några av dessa steg är att testa mönsterkortets elektriska komponenter och layout för funktionalitet. Detta görs genom att kretskortet genomgår ett batteri av tester i enlighet med IPC-9252-standarderna. Två av de vanligaste testerna är isolerings- och kretskontinuitetstester. Dessa tester kontrollerar om det finns några frånkopplingar eller kortslutningar i kretskortet.

När designprocessen är klar är det viktigt att ta hänsyn till komponenternas värmeutvidgning och värmemotstånd. Dessa två områden är viktiga eftersom den termiska expansionen hos kortets komponenter ökar när det blir varmare. Tg för komponenterna på ett kort måste vara tillräckligt högt för att förhindra att komponenterna skadas eller deformeras. Om Tg är för lågt kan det leda till att komponenterna går sönder i förtid.