Проектування друкованих плат – 8 найважливіших правил, які повинен пам’ятати кожен

28.05.2024 |

У статті представлені 8 основних принципів, які кожен дизайнер повинен пам’ятати і використовувати при використанні спеціального програмного забезпечення. Вони є основним посібником як для молодих, так і для досвідчених дизайнерів.

Ви прокидаєтеся вранці, йдете на тренування і берете з собою смартфон, щоб послухати улюблений хіт або дізнатися іншу історію, розказану в новітній аудіокнизі. Ви повертаєтеся, вмикаєте радіо і дізнаєтеся свіжу інформацію, попиваючи ранкову ароматну каву за сніданком. Ви поспішно вибігаєте і відкриваєте автоматичні ворота дистанційним керуванням, щоб встигнути на роботу вчасно, про що нагадує ваш розумний годинник. Звучить знайомо багатьом із нас, правда. Спільним для кожної з цих ситуацій є те, що ми постійно контактуємо з друкованими платами. Ми не усвідомлюємо, що для роботи смартфона, радіо, пульта дистанційного керування чи смарт-годинника потрібна друкована плата.

Друкована плата є ключовим елементом багатьох пристроїв, щоб вони могли без проблем працювати і радувати свого власника. Грамотно сконструйована друкована плата є запорукою правильної роботи пристрою. Дуже легко пропустити вказівки щодо проектування друкованих плат і відразу перейти до малювання контурів або розташування компонентів. Однак слід пам’ятати, що хороший дизайн – це висока якість і надійність і, про що забувають багато дизайнерів, легкість і ефективність його виготовлення.

У цій статті представлені 8 основних принципів, які кожен дизайнер повинен пам’ятати та використовувати при використанні спеціального програмного забезпечення. Вони є основним посібником як для молодих інженерів-конструкторів, так і для досвідчених виробників друкованих плат.

ПРАВИЛО 1. ОБЕРІТЬ ПРАВИЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ ДРУКОВАНОЇ ПЛАТИ

По-перше, ви повинні розглянути матеріал, який буде використовуватися для виробництва друкованих плат. Тут вирішальне значення набуває область застосування даного проекту. Найпопулярнішим матеріалом на ринку є епоксидний ламінат FR4. Зараз набирають популярності гнучкі ламінати, серед яких ми можемо вибирати, наприклад, між матеріалами PI та PET. Добре підібраний матеріал – перший крок до успіху.

ПРАВИЛО 2. РУЧНЕ АБО АВТОМАТИЧНЕ РОЗВЕДЕННЯ ДОРІЖОК

Програмне забезпечення, доступне на ринку, часто має функцію автоматичного розведення доріжок. Щоб виконати цей крок, достатньо запустити інструмент автомаршрутизації або натиснути відповідну кнопку, але це не є оптимальним. Для початківців це може бути ідеальним рішенням. Насправді жодна така функція не замінить майстерність, досвід і гнучкість дизайнера. Ручне розведення доріжок допомагає уникнути помилок і забезпечує максимальну оптимізацію конструкції.

ПРАВИЛО 3. ЗРОБІТЬ ШЛЯХ НА ПЛАТІ НАЙКОРОТШИМ

Це здається очевидним правилом, але багато дизайнерів нехтують ним. Пам’ятайте про це на кожному етапі проекту, навіть якщо це вимагає перепланування. У підсумку така турбота принесе відчутну користь.

ПРАВИЛО 4. КІЛЬКІСЬ ШАРІВ ДРУКОВАНОЇ ПЛАТИ

Визначення кількості шарів, з яких складатиметься друкована плата, дозволяє вибрати відповідний процес виробництва, який дозволить досягти бажаної продуктивності, надійності, опору між шарами та мінімізувати виробничі витрати.

ПРАВИЛО 5. ВІДПОВІДНО РОЗДІЛЯЙТЕ АНАЛОГОВІ ТА ЦИФРОВІ ДОРІЖКИ

Пам’ятайте, доріжки, що передають цифрові сигнали, особливо високочастотні, повинні бути відокремлені від доріжок, що передають аналогові сигнали. Цифрові сигнали, наприклад шини адреси або шини даних, часто проходять паралельно, що створює ризик ємнісного зв’язку або перешкод між сигналами. Це призводить до виникнення перешкод, які порушують роботу друкованої плати.

ПРАВИЛО 6. ПЕРЕКОНАЙТЕСЯ, ЩО ВАШІ ЕЛЕКТРОННІ КОМПОНЕНТИ РОЗМІЩУЮТЬСЯ ПРАВИЛЬНО

На цьому етапі проекту ми відкриваємо справжнього стратега всередині себе. Можливість стратегічного підходу до простору, доступного на друкованій платі, дозволяє найкраще використовувати та оптимізувати простір. Необхідно забезпечити правильну орієнтацію компонентів із подібних груп, таких як конденсатори та резистори SMD, а також те, щоб елементи SMT – для поверхневого монтажу – розташовувалися з одного боку плати, а елементи THT – для монтажу через отвір – з іншого. Якщо це неможливо, подумайте про розташування компонентів зараз, щоб подальший монтаж був максимально простим і ефективним.

ПРАВИЛО 7. РОЗМІЩЕННЯ ТЕПЛОВИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Ці елементи необхідні для поліпшення тепловіддачі. Теплові отвори також забезпечують електричне з’єднання між шарами ламінату та можуть служити елементом для передачі тепла від найбільш гарячих електронних компонентів назовні. Це підвищує надійність і довговічність друкованої плати.

ПРАВИЛО 8. ПЕРЕВІРТЕ ЕФЕКТ ВИКОНАНОЇ РОБОТИ

Остання і дуже важлива порада. На завершальному етапі проектування друкованої плати рекомендується звірити всю роботу з точки зору правил проектування. На цьому кроці ви можете знайти останні елементи, які потребують покращення, і виправити їх. Поширеним інструментом, який підтримує контроль якості роботи, є вбудований модуль у програмне забезпечення для проектування — DRC (DESIGN RULES CHECK). Це дозволяє швидко автоматизовано перевірити, чи дотримані в проекті всі принципи, прийняті на початку.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl