7 ключевых факторов для создания высококачественного дизайна печатных плат

17 февраля 2017 г.

Для большинства электронных инженеров проектирование печатныхplats — рутинная задача. Но даже при многолетнем опыте создать качественный дизайн ПП непросто. Нужно учесть множество факторов. Рассмотрим семь ключевых моментов для качественного дизайна печатных плат.

7 советов для высококачественного дизайна печатных плат

Следующие семь пунктов должен учитывать как опытный инженер, так и новичок, стремящийся к качественным платам для своих электронных приложений.

1. Материалы платы — фундамент любого проекта печатной платы. Нужно понимать, какие материалы требуются.
   • ПП состоит из неводящего твердого материала, ламинированного медью. Медный слой создает проводящую поверхность. Базовый материал — обычно стеклопластик на эпоксидной основе (FR-4): доступный и огнеупорный.
   • Для ВЧ и высокопроизводительных схем используют PTFE или керамические основы с различными наполнителями.
2. Структура слоев (Stack-up) — количество слоев в плате. Оно позволяет инженеру определить требуемое сопротивление каждого слоя. Правильная оценка количества слоев помогает выбрать верный технологический процесс, достичь нужной выходной продукции, надежности и минимизировать затраты.
3. Медные трассы — самые важные элементы на ПП. Важно понимать их свойства и ограничения при проектировании. Трассы обычно формируются путем удаления части меди с твердого металлического листа на базе.
4. Типы виа (переходных отверстий) — критические элементы, соединяющие разные слои. Существуют типы: зарытые (Buried), сквозные (Through), слепые (Blind) и микровиа (Micro — стакированные, многослойные и одnosлойные). В лучших дизайнах виа минимизируют. Также нужно знать их токоносимость.
5. Выбор компонентов — самый трудоемкий этап проектирования печатной платы. Правильный выбор минимизирует ошибки и обеспечивает качество. Учитывая миллионы доступных компонентов, учитывайте:
   • Выбирайте широко используемые, легко доступные детали. Избегайте снятых с производства.
   • Некоторые компоненты продаются большими партиями — будьте внимательны при выборе.
   • Все компоненты имеют тип корпуса для монтажа на ПП. Некоторые доступны в нескольких корпусах, что расширяет совместимость.
6. Правила проектирования: после решения вышеуказанных вопросов сфокусируйтесь на правилах. Необходимо учитывать бюджеты перекрестных помех, размещение компонентов, распределение слоев, анализ времени полета, правила DFM (Design for Manufacture) и др.
7. Целостность сигналов и питания — признак качественной печатной платы. Учитывают фронты сигналов, силу драйвера, длины трасс, волновое сопротивление. Для обеспечения качества выполняют SI-симуляции до и после разводки.

Высокопроизводительные схемы требуют больших токов. Поэтому АС и DC характеристики сети распределения питания должны быть рассчитаны.

Приведенный список — хорошая отправная точка для опытных инженеров и новичков. В следующих статьях мы детально разберем некоторые пункты и проведем через задачи сборки печатных плат.

Связанные статьи:

• Почему сервисам сборки печатных плат нужно инвестировать в ПО для проектирования
• Проектируете HDI печатные платы? Как насчет использования УФ лазеров?