Десять самых эффективных правил проектирования, которые инженеры-электронщики должны помнить и применять при использовании программного обеспечения для проектирования печатных плат и коммерческого производства.
Инженерам не нужно внедрять эти правила в хронологическом порядке или в порядке относительной важности, простое следование им всем может значительно изменить конструкцию продукта.
Правило 1: Выберите правильную сетку
Установите и всегда используйте интервал сетки, который может соответствовать большинству компонентов.
Хотя несколько сеток кажутся эффективными, если инженеры смогут больше думать в начале проектирования печатной платы, они смогут избежать трудностей с установкой интервалов и максимально использовать печатные платы.
Поскольку многие устройства используют корпуса разных размеров, инженерам следует использовать продукты, которые наиболее подходят для их собственных проектов.
Кроме того, полигоны имеют решающее значение для медного покрытия печатных плат. Многосеточные печатные платы обычно приводят к отклонениям заполнения полигонов при выполнении полигонального медного покрытия. Хотя это не так стандартно, как на основе одной сетки, это может обеспечить срок службы печатной платы, превышающий требуемый срок службы.
Правило 2: Сохраняйте путь самым коротким и прямым
Это звучит просто и обыденно, но об этом следует помнить на каждом этапе, даже если это означает изменение компоновки печатной платы для оптимизации длины проводки.
Это особенно актуально для аналоговых и высокоскоростных цифровых схем, где производительность системы всегда частично ограничена импедансом и паразитными эффектами.
Правило 3: Используйте силовые плоскости для управления распределением линий питания и заземления, когда это возможно
Медная силовая плоскость является более быстрым и простым вариантом для большинства программ проектирования печатных плат. Соединяя большое количество проводов вместе, вы можете гарантировать, что ток будет подаваться с максимальной эффективностью и минимальным импедансом или падением напряжения, обеспечивая при этом адекватный путь возврата заземления.
Если возможно, вы также можете проложить несколько линий питания в одной и той же области платы. Убедитесь, что заземляющая плоскость покрывает большую часть уровня слоя печатной платы, что способствует взаимодействию между линиями, проходящими на соседних слоях.
Правило 4: Группируйте связанные компоненты с требуемыми контрольными точками
Например, размещение дискретных компонентов, необходимых для операционных усилителей OpAmp, близко к устройству, чтобы шунтирующие конденсаторы и резисторы могли работать с ним на одной земле, что помогает оптимизировать длину проводки, упомянутую в правиле 2, а также упрощает тестирование и обнаружение неисправностей.
Правило 5: Повторите требуемую плату несколько раз на другой более крупной плате для сборки печатной платы
Выбор размера, который наилучшим образом подходит для оборудования, используемого производителем, может помочь сократить затраты на прототипирование и производство. Начните с размещения платы на панели, свяжитесь с производителем платы, чтобы получить их предпочтительные спецификации размеров для каждой панели, затем измените спецификации вашего проекта и попробуйте повторить свой проект несколько раз в пределах этих размеров панели.
Правило 6: Объединяйте значения компонентов
Как проектировщик, вы будете выбирать дискретные компоненты с более высокими или низкими значениями, но с одинаковой производительностью. Объединяя в пределах меньшего стандартного диапазона значений, вы можете упростить спецификацию материалов и потенциально сократить расходы.
Если у вас есть серия продуктов печатных плат на основе предпочтительных значений устройств, это также поможет вам принять правильные решения по управлению запасами в долгосрочной перспективе.
Правило 7: Выполняйте проверки правил проектирования (DRC) как можно чаще
Хотя запуск функции DRC в программном обеспечении печатной платы занимает совсем немного времени, в более сложных средах проектирования, если вы всегда выполняете проверки в процессе проектирования, вы можете сэкономить много времени, и это хорошая привычка. Каждое решение по трассировке имеет решающее значение, и выполнение DRC может напомнить вам о самой важной трассировке в любое время.
Правило 8: Разумное использование шелкографии
Шелкография может использоваться для маркировки всех видов полезной информации для будущего использования производителями плат, инженерами-испытателями, установщиками или персоналом по вводу в эксплуатацию оборудования.
Помимо четкой маркировки функций и меток контрольных точек, по возможности отмечайте ориентацию компонентов и разъемов, даже если эти примечания напечатаны на нижней стороне компонентов, используемых на плате (после сборки платы).
Полностью используйте технологию шелкографии как на верхней, так и на нижней поверхности платы, чтобы уменьшить дублирование и оптимизировать производственный процесс.
Правило 9: Обязательно выбирайте развязывающие конденсаторы
Не пытайтесь оптимизировать свою конструкцию, избегая развязывающих линий питания и полагаясь на крайние значения в техническом описании компонента.
Конденсаторы недорогие и долговечные, поэтому вы можете потратить как можно больше времени на сборку конденсаторов, следуя правилу 6 и используя стандартные диапазоны значений, чтобы поддерживать инвентарь в порядке.
Правило 10: Создавайте параметры производства печатной платы и проверяйте их перед отправкой на производство
Хотя большинство производителей плат с радостью загружают и проверяют их напрямую для вас, лучше всего вывести файл Gerber самостоятельно и проверить, соответствует ли он ожиданиям с помощью бесплатной программы просмотра, чтобы избежать недоразумений.
Сделав это самостоятельно, вы даже можете обнаружить некоторые непреднамеренные ошибки и избежать дорогостоящих производственных циклов с неправильными параметрами.
Заключение
Поскольку схемы все больше и больше распространяются, а внутренние команды все больше и больше полагаются на референсные проекты, основные правила, подобные приведенным выше, по-прежнему будут характерной чертой проектирования печатных плат, и мы считаем, что это очень важно для проектирования печатных плат.
Учитывая эти основные правила, разработчики получают большую гибкость для повышения ценности своей продукции и получения максимальной отдачи от производимых ими плат. Даже для начинающих дизайнеров печатных плат соблюдение этих основных правил может ускорить процесс обучения и повысить уверенность.
