平板電腦定制方案-印制電路板設(shè)計(jì)的工作流程
時(shí)間:2024-07-30 作者:樂(lè)凡信息 瀏覽:292
平板電腦定制方案中印制電路板的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常繁雜的過(guò)程,從最原始的網(wǎng)絡(luò)表到最后設(shè)計(jì)出電路板,需要設(shè)計(jì)者反復(fù)修改。印制電路板(PCB)的設(shè)計(jì)

大致可以分為以下幾個(gè)步驟:規(guī)劃電路印制板、載入網(wǎng)絡(luò)表和元器件布局、制定設(shè)計(jì)規(guī)則、布線、DRC校驗(yàn)與PCB文件輸出。

1.平板電腦定制方案中規(guī)劃印制電路板

平板電腦定制方案中在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前要對(duì)PCB進(jìn)行初步的規(guī)劃,如采用幾層板、確定PCB物理尺寸等。在一般設(shè)計(jì)中,如果是單層和兩層的PCB,建議開發(fā)者自己布線;如果是多層板,建議開發(fā)者通過(guò)專門的制板公司布線,它們的工程師使用這些軟件的技術(shù)非常嫻熟,布線經(jīng)驗(yàn)豐富,不僅可以極大地縮短開發(fā)周期,還可以大大降低制板風(fēng)險(xiǎn)。

PCB的物理尺寸需要根據(jù)功能和使用元器件的數(shù)量、功耗等進(jìn)行預(yù)估,PCB的面積不僅要滿足放置元器件的需要,還要留出足夠的空間擺放元器件、布線,并能滿足散熱和工裝等需求。原則上講,PCB的物理尺寸越小越好,但太小會(huì)導(dǎo)致散熱不良,并容易產(chǎn)生相互干擾。PCB的形狀一般由產(chǎn)品外形決定,通用的測(cè)試板可設(shè)計(jì)為矩形,長(zhǎng)寬比為3︰2或4︰3。當(dāng)電路板超過(guò)150 mm時(shí),還需要考慮PCB本身的強(qiáng)度問(wèn)題。

2.平板電腦定制方案中載入網(wǎng)絡(luò)表和元器件布局

平板電腦定制方案中網(wǎng)絡(luò)表是原理圖與PCB設(shè)計(jì)之間的橋梁,載入網(wǎng)絡(luò)表后,電路圖將以元器件封裝和預(yù)拉線的形式存在。在進(jìn)行元器件布局時(shí),一般可以使用自帶的自動(dòng)布局器,不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中往往還需要自己手工布局,對(duì)元器件的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。元器件的布局一般遵循功能模塊化分區(qū)原則,還應(yīng)當(dāng)由開發(fā)者與布線人員共同核定。在進(jìn)行元器件布局時(shí),一定要注意如下一些事項(xiàng)。

(1)應(yīng)該預(yù)留出PCB的各種固定安裝孔,固定安裝孔附近不允許布線,應(yīng)該在禁止布線層中標(biāo)明。

(2)對(duì)于結(jié)構(gòu)固定的元器件布局,如電源插座、指示燈、開關(guān)等元器件,放置好后要將其位置鎖定,使它以后不會(huì)被誤移。

(3)高頻元器件容易出現(xiàn)電磁干擾,在布線時(shí),應(yīng)設(shè)法使連線盡可能最短,同時(shí)增加元器件之間的距離。

(4)質(zhì)量太大的元器件必須使用支架固定,對(duì)于一些質(zhì)量過(guò)大或發(fā)熱量大的元器件,必須考慮它對(duì)周圍元器件的影響,并采取加裝散熱片等措施減小干擾和熱輻射的影響。

(5)不要將發(fā)熱的元器件排放在一起,長(zhǎng)期熱效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致元器件損壞;不要將發(fā)熱的元器件與熱敏元器件擺放過(guò)近,這樣會(huì)導(dǎo)致熱敏元器件失效。

(6)可調(diào)節(jié)元器件的布局應(yīng)該充分考慮其結(jié)構(gòu)要求,使之能夠處在可正常調(diào)節(jié)的位置,尤其是在安裝后的機(jī)外調(diào)節(jié)。

(7)電路板元器件布局應(yīng)該均勻分布,疏密得當(dāng),不要過(guò)密,其布局結(jié)構(gòu)和原理圖的擺放類似。

(8)數(shù)字電路和模擬電路應(yīng)分開布局,獨(dú)立接地;高壓電路要與其他電路分開,并至少預(yù)留10 mm的距離。

3.平板電腦定制方案中制定設(shè)計(jì)規(guī)則

設(shè)計(jì)規(guī)則包括布線寬度、導(dǎo)孔孔徑、安全間距等,在自動(dòng)或手工布線過(guò)程中,系統(tǒng)會(huì)對(duì)布線過(guò)程進(jìn)行在線檢查,這就需要根據(jù)實(shí)際需要不斷修改規(guī)則。

4.布線

布線包括自動(dòng)布線和手工布線,通常由設(shè)計(jì)者先對(duì)關(guān)鍵或重要的線路進(jìn)行手工布線,然后啟動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)布線功能布線,最后對(duì)布線的結(jié)果進(jìn)行修改。

自動(dòng)布線規(guī)則的主要設(shè)置項(xiàng)有布線間距、走線寬度、過(guò)孔類型/大小、SMD引腳扇出、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、布線優(yōu)先級(jí)、布線層走線方向設(shè)定等。布線間距、走線寬度、過(guò)孔類型/大小與SMD引腳扇出設(shè)置通常采用英制mil為單位,mil是一個(gè)對(duì)極小物理量量化的單位,1000 mil=2.54 cm。

一般信號(hào)線的布線間距、走線寬度、過(guò)孔的類型/大小、SMD 引腳扇出應(yīng)設(shè)置為:布線間距與走線寬度為6~12 mil;直通過(guò)孔直徑為20 mil;外盤直徑為30 mil,SMD引腳扇出長(zhǎng)度為100 mil。

如果開發(fā)者要自己布線,請(qǐng)遵循下列原則。

(1)高頻信號(hào)線一定要短,不可以有銳角(或90°直角),盡量用圓弧線,兩根線之間的距離不宜平行、過(guò)近,否則會(huì)導(dǎo)致寄生電容過(guò)大。

(2)如果是雙面板,一面的線布成橫線,另一面的線布成豎線,盡量不要布成斜線。

(3)如果自動(dòng)布線無(wú)法完成所有線,則建議開發(fā)者首先手工將比較復(fù)雜的線布好,將布好的線鎖定后,再使用自動(dòng)布線功能。

(4)加工的最小線寬與廠家的工藝有關(guān),一般線寬設(shè)計(jì)為0.3 mm,間隔也為0.3 mm(8~10 mil)。平板電腦定制方案中電源線或者大電流線應(yīng)該有足夠?qū)挾?,一般需?0~80 mil。焊盤一般應(yīng)為64 mil,如果是單面板,為防止銅盤脫落,焊盤盡量做得大一些,線也盡量粗一些。

(5)敷銅和屏蔽。銅膜線的地線應(yīng)該在電路板的周邊,同時(shí)將電路上可以利用的空間全部使用銅箔作為地線,增強(qiáng)屏蔽能力,防止寄生電容。多層板因內(nèi)層作為電源層和地線層,會(huì)有一定的屏蔽效果。大面積敷銅應(yīng)改用網(wǎng)格狀,防止浸焊時(shí)板子內(nèi)部產(chǎn)生氣泡和因熱應(yīng)力作用而彎曲。

(6)連接地線。電路圖上的地線表示電路中的零電位,并作為電路中其他各點(diǎn)的公共參考點(diǎn)。但在實(shí)際電路中,由于地線阻抗的存在,必然會(huì)帶來(lái)共阻抗干擾。因此,在布線時(shí),不能將具有地線符號(hào)的點(diǎn)隨意連接在一起,這可能引起有害的共線耦合,從而影響電路的正常工作。設(shè)計(jì)中盡量考慮電路中的各功能模塊自成獨(dú)立回路,互不干擾,互不影響。

5.平板電腦定制方案中DRC校驗(yàn)與PCB文件輸出

平板電腦定制方案中PCB設(shè)計(jì)完成后,還要對(duì)PCB進(jìn)行DRC(Design Result Check)校驗(yàn),以確保沒(méi)有違反設(shè)計(jì)規(guī)則的錯(cuò)誤發(fā)生。在實(shí)際中,要根據(jù) DRC 校驗(yàn)后給出檢查報(bào)告表,對(duì)不正確的地方逐條進(jìn)行修正和調(diào)整,直到?jīng)]有錯(cuò)誤和警告為止,最后按照 PCB 廠家要求的格式輸出相應(yīng)的PCB文件。