Thông tin PCB - Các nguyên tắc chung của thiết kế bảng PCB

Bảng mạch in một mặt được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm điện tử tiêu dùng, chẳng hạn như đài phát thanh, máy ghi băng, truyền hình và bảng điều khiển trò chơi điện tử. Chi phí sản xuất của nó là trong số tất cả các loại tấm in. Bảng mạch in đơn mặt cũng có thể được sử dụng trong các sản phẩm điện tử công nghiệp. Chủ yếu theo sự phức tạp và mật độ của mạch và yêu cầu lắp ráp của toàn bộ máy, bảng mạch in một mặt nên được sử dụng khi tất cả các kết nối có thể được hoàn thành với một mặt. .

1. Trong trường hợp tất cả các kết nối của mạch không thể được hoàn thành với một bảng mạch in một mặt, thiết kế của một bảng mạch in hai mặt phải được xem xét. Hầu hết các bảng mạch in hai mặt sử dụng lỗ kim loại để đạt được kết nối thông qua các dây dẫn ở cả hai bên. Trong một vài trường hợp, các bảng mạch in hai mặt với lỗ không kim loại cũng có thể được sử dụng. Kết nối thông qua của nó chủ yếu phụ thuộc vào lỗ chèn. Các thành phần dẫn đến đạt được. Xem xét thiết kế một bảng mạch in đa lớp khi: 1) Kết nối đầy đủ của mạch không thể được hoàn thành với một bảng mạch in hai mặt, và cần thêm nhiều dây nhảy.2) Trọng lượng nhẹ và kích thước nhỏ là cần thiết.3) Có các mạch tốc độ cao. Do các dây kết nối ngắn của bảng mạch in đa lớp, sự suy giảm của tín hiệu xung tốc độ cao được giảm; lớp mặt đất của bảng mạch in đa lớp có thể cung cấp hiệu ứng bảo vệ tốt trên lớp tín hiệu tốc độ cao; kết nối giữa lớp mặt đất và lớp điện Công suất phân phối tần số cao giữa chúng có hiệu ứng tách nối tốt trên nguồn cung cấp điện.4) Độ tin cậy cao là cần thiết. Một số lắp ráp bảng mạch in hai mặt có thể được kết hợp thành một lắp ráp bảng đa lớp, dẫn đến độ tin cậy cải thiện của toàn bộ sản phẩm điện tử.5) Lắp ráp bảng mạch in đơn giản hóa và thiết kế bản đồ cơ sở chụp ảnh. Một số bố trí bảng mạch in hai mặt rất phức tạp do kết nối phức tạp. Sau khi sử dụng một bảng mạch in đa lớp, nguồn cung cấp điện hoặc dây mặt đất có thể được tách khỏi dây tín hiệu. Lớp được đặt trên cùng một lớp như phẳng mặt đất. Để đáp ứng nhu cầu của một số lắp ráp thiết bị điện tử đặc biệt, giảm trọng lượng và cải thiện mật độ lắp ráp, đôi khi cần sử dụng mạch in linh hoạt hoặc mạch in cứng linh hoạt. Các mạch in linh hoạt cũng có thể được sử dụng như cáp kết nối, tiết kiệm thời gian trong hàn dây riêng lẻ và loại bỏ lỗi lắp ráp. Để di chuyển các thành phần điện tử, các mạch in linh hoạt cũng có thể được sử dụng. Khi các dây của bảng mạch in phải chịu được một dòng điện lớn hoặc mức tiêu thụ điện của toàn bộ bảng mạch in là rất lớn, do đó nó vượt quá nhiệt độ hoạt động được phép, cần thiết phải thiết kế một bảng mạch in với lõi kim loại hoặc bể nhiệt bề mặt. Khi sử dụng một bảng mạch in để tạo ra một công tắc quay hoặc một đĩa mã hóa tiếp xúc, nên thiết kế mạch in flush.

2. Hệ thống mạng tọa độ Khi thiết kế bảng mạch in, một hệ thống mạng tọa độ thường được sử dụng. Các dây dẫn của các thành phần được chèn vào các lỗ lắp ráp nằm ở ngã giao lưới. Theo lưới được chỉ định, hệ thống thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD), máy vẽ quang học tự động, thiết bị khoan điều khiển số, hệ thống thử nghiệm hỗ trợ máy tính (CAT) và thiết bị chèn thành phần tự động đều có thể dễ dàng biên dịch hoặc tự động tạo các chương trình điều khiển. Đối với bố trí thủ công của phác thảo bảng mạch in và sản xuất bản đồ cơ sở chụp ảnh, việc sử dụng hệ thống lưới tọa độ cũng thuận tiện cho tính toán và hoạt động. Theo tiêu chuẩn quốc gia "Hệ thống lưới mạch in" GB1360-1998, khoảng cách lưới của lưới cơ bản là 2,5mm. Nếu cần thiết, lưới phụ trợ có thể được thiết lập, và khoảng cách lưới là 1, 2 (tức là 1,25mm) của lưới cơ bản. ) hoặc 1/4 (tức là 0,625mm). Đối với các bảng mạch in cho các mạch tích hợp với khoảng cách trung tâm đến trung tâm 2,54mm giữa các dây dẫn liền kề, một lưới cơ bản 2,54mm có thể được sử dụng. Hệ thống lưới cơ sở 2,54mm cũng có hai lưới phụ với khoảng cách 1,27mm và 0,635mm.

3. Tỷ lệ mở rộng thiết kế Theo yêu cầu về độ chính xác chiều của bảng mạch in, bản đồ cơ sở chụp ảnh được thực hiện theo tỷ lệ 1: 1 hoặc 2: 1 hoặc thậm chí 4: 1. Bản phác thảo bố trí của bảng mạch in cũng được vẽ theo cùng một quy mô. Điều này ngăn chặn việc vẽ lại bản phác thảo bố trí mở rộng khi tạo bản đồ cơ sở nhiếp ảnh, và cũng làm cho việc kiểm tra bản đồ cơ sở nhiếp ảnh dễ dàng hơn. Tỷ lệ phóng đại thường được sử dụng cho phác thảo bố trí hoặc bản đồ cơ sở nhiếp ảnh là 2: 1. Theo tỷ lệ này, độ chính xác dây chuyền tương đối cao và hoạt động tương đối thuận tiện. Tỷ lệ phóng đại 4: 1 chỉ được sử dụng khi độ chính xác của bảng in đặc biệt cao hoặc khi một dụng cụ kỹ thuật số được sử dụng để nhập và biên dịch một chương trình mô hình dẫn điện chính xác cao. Bản phác thảo bố trí thiết kế quy mô 1: 1 chỉ phù hợp cho các phẳng điện và mặt đất của các bảng mạch in hai mặt tương đối đơn giản hoặc bảng mạch in nhiều lớp.

4. Điều kiện sản xuất của mạch in Thiết kế bảng mạch in nên tính đến và quen thuộc với điều kiện sản xuất. Ví dụ: phương pháp làm một tấm chụp ảnh (phương pháp giảm bớt chụp ảnh, phương pháp vẽ ánh sáng, phương pháp lập bản đồ 1: 1, v.v.), kích thước của hình ảnh cơ bản được phép bởi máy đặt tấm chụp ảnh, kích thước và kích thước của bảng mạch in được xử lý bởi mỗi thiết bị, lỗ khoan của máy khoan Độ chính xác, yêu cầu trống, công nghệ in mẫu dây mịn và độ chính xác khắc, v.v.

5. Tiêu chuẩn hóa Kết quả của tiêu chuẩn hóa là đơn giản hóa quá trình sản xuất bảng mạch in, rút ngắn chu kỳ sản xuất, giảm chi phí và đáp ứng các yêu cầu kiểm soát chất lượng của bảng mạch in. Do đó, các nhà thiết kế phải áp dụng và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn này. Các tiêu chuẩn áp dụng bao gồm tiêu chuẩn quốc gia (GB), Ủy ban Điện kỹ thuật Quốc tế (IEC TC52), Thông số kỹ thuật quân sự Hoa Kỳ (MIL), tiêu chuẩn Anh (BS), tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản (JIS) và Hiệp hội mạch in Nhật Bản (JPCA) và các tiêu chuẩn liên quan khác.

6. Tài liệu thiết kế 1) Sơ đồ mạch (sơ đồ sơ đồ điện) Ngoài việc sử dụng phương pháp phổ biến để thể hiện mối quan hệ kết nối của mạch, sơ đồ mạch cũng cần đánh dấu một số bộ phận đặc biệt theo yêu cầu thiết kế của bảng in. Ví dụ: mối quan hệ giữa đầu vào, đầu ra và đầu nối của bảng in, chiều dài của các dây tín hiệu chính, các dây dẫn được bảo vệ bởi dây mặt đất, các dây dẫn có chiều rộng đặc biệt, các thiết bị tạo ra can thiệp điện từ, các thành phần tạo ra rất nhiều nhiệt và các thiết bị yếu tố nhiệt, v.v. Trong bảng thành phần, số tương ứng với sơ đồ mạch (chẳng hạn như R1, R2, R3,..., C1, C2, C3...), thông số kỹ thuật của các thành phần, yêu cầu phù hợp của các bộ phận kim loại, kích thước cơ học, v.v. nên được chỉ ra. Nếu cần thiết, các thành phần thực tế của các thành phần nên được sử dụng để tham khảo.3) Bảng dây điện thành phần Bảng này thường được sử dụng trong định tuyến tự động CAD, và nó chỉ đại diện cho mối quan hệ kết nối giữa các thành phần khác nhau.4) Bản vẽ gia công Bản vẽ gia công là các tài liệu quan trọng cho gia công bảng mạch in. Bản vẽ gia công bao gồm các phần sau: a. Kích thước tổng thể của bảng mạch in và độ lệch của chúng, bao gồm kích thước và độ lệch của phần cắm in, kích thước của các lỗ lắp đặt cơ học và kích thước và độ lệch của chúng từ dữ liệu tham chiếu.b. Tên, biểu tượng, độ dày và độ dày của lá đồng của lớp phủ đồng được sử dụng. Đôi khi sự nhấn mạnh nhiều hơn được đặt vào độ dày của nền cách điện giữa các tấm đồng.c. Yêu cầu kỹ thuật của lớp phủ bề mặt, ví dụ, độ dày của lớp phủ thiếc-chì, tỷ lệ thiếc-chì, độ dày của lớp phủ niken hoặc vàng, v.v.d. Yêu cầu lớp phủ bề mặt, ví dụ, lớp phủ hàn, lớp phủ mặt nạ hàn, v.v.e. Bản vẽ lắp ráp và bảng thành phần là cả hai tài liệu cần thiết cho lắp ráp điện của bảng mạch in.