PCB-Design und Layout
Gedruckte Leiterplatte (PCB) Design hat sich zu einer hochspezialisierten Disziplin innerhalb der Elektronikindustrie entwickelt. PCBs sind wichtig, weil sie:
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Bieten elektrische Verbindungen zwischen Komponenten
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Angebot starre strukturelle Unterstützung zur Montage von Bauteilen
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Liefern Sie a kompakt, zuverlässiges Paket zur Integration in Endprodukte
Sie sind die Grundlage moderner elektronischer Geräte, Ermöglicht fortschrittlichen Halbleitern die Kommunikation mit ultrahohen Datengeschwindigkeiten und gewährleistet sowohl Form als auch Funktion.
Normale Schritte im PCB-Design
Nachfolgend finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für das typische PCB-Designprozess, angefangen von der schematischen Erstellung bis zur endgültigen Materialvorbereitung.
Schritt 1: Erstellung von PCB-Schaltplänen
Dies ist die Konzeptions- und Planungsphase des Designprozesses:
🧩 Schlüsselaufgaben:
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Schematische Symbolgenerierung & Platzierung
Erstellen Sie digitale Darstellungen von Komponenten und platzieren Sie diese in Ihrer Designsoftware. -
Pin-Nummerierung
Stellen Sie sicher, dass alle Pins nummeriert sind und dem tatsächlichen Komponentendatenblatt entsprechen. -
Referenzbezeichner
Weisen Sie eindeutige Codes zu, z R1, C2, U3 um jede Komponente auf beiden Seiten zu identifizieren Materialversorgungsrechnung (Bom) und die Siebdruckschicht in Gerber-Dateien. -
Einen Footprint zuweisen
Verknüpfen Sie jedes Schaltplansymbol mit seinem korrekten PCB-Footprint, um physische Kompatibilität sicherzustellen. -
Die Symbole verbinden
Zeichnen Sie die logischen Verbindungen zwischen Komponenten mithilfe von Drähten oder Netzen. -
Verknüpfen Sie Fußabdrücke mit Symbolen
Stellen Sie sicher, dass jedes Schaltplansymbol korrekt einem Footprint für das Layout entspricht. -
Erzeugen Sie die Netzliste
Erstellen Sie eine Datei, die alle elektrischen Verbindungen definiert, Unentbehrlich für das PCB-Layout. -
Führen Sie eine Netzlistenprüfung durch
Führen Sie a aus Design-Regelprüfung (Demokratische Republik Kongo) um sicherzustellen, dass keine fehlenden oder widersprüchlichen Verbindungen vorhanden sind. -
Generieren Sie die Stückliste (Materialversorgungsrechnung)
Eine detaillierte Auflistung aller verwendeten Komponenten, einschließlich:-
Teilenummern
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Menge
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Pakettyp
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Hersteller
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💡 Tipp:
Vor dem Generieren der Stückliste, Komponenten auswählen die auf dem Markt leicht verfügbar und kostengünstig sind. Balancieren Sie sorgfältig zwischen:
💰 Materialkosten
⚙️ Komponentenfunktionalität
Dies trägt dazu bei, die Herstellbarkeit sicherzustellen, Kostenkontrolle, und Zuverlässigkeit von Anfang an.
Schritt 2: Vor-Layout-Phase
- Stücklistenvalidierung
- Entwerfen Sie den Aufbau und bestätigen Sie ihn mit dem Leiterplattenhersteller
Schritt 3: PCB-Layout-Phase
- Aufbau des Stapels
- Legen Sie die PCB-Designregeln fest
- Zeichnen Sie den PCB-Umriss
- Komponentenplatzierung
- Verlegen Sie die Bretternetze
- Führen Sie eine Designregelprüfung durch (Demokratische Republik Kongo)
- Vollständige PCB-Fertigungs-/Montagehinweise
Schritt 4: Generieren Sie die Produktionsdateien
- Gerber- und Bohrdateien
- Bom
- Datei auswählen und platzieren
- Montagezeichnungen
- Firmware-Dateien (wenn nötig)
PCB-Designer sollten sich die Zeit nehmen, die Grundlagen der PCB-Herstellung zu erlernen, damit sie sicherstellen können, dass ihre Designs vollständig herstellbar sind. Dies bezieht sich auf eine Reihe wichtiger Praktiken, die in Ihren Designprozess integriert werden sollten, bekannt als Design for Manufacturing (DFM). Nehmen Sie sich etwas Zeit, um einige grundlegende Designfehler kennenzulernen, die die Fertigung zum Scheitern bringen und dazu führen können, dass Ihre Platine vor der Produktion zur Neugestaltung an Sie zurückgeschickt wird.
Simulationstools für das PCB-Design
Simulationswerkzeuge spielen eine Rolle entscheidende Rolle im PCB-Designprozess. Sie ermöglichen es Ingenieuren Leistung vorhersagen, mögliche Probleme identifizieren, Und Optimieren Sie das Schaltungsverhalten bevor es in kostspielige Fertigungsschritte geht. Nachfolgend sind die wichtigsten Simulationstypen aufgeführt, die beim PCB-Design verwendet werden:
Signalintegritätssimulationen
Signalintegrität (UND) Simulationen analysieren die Qualität der Signale Durch PCB-Leiterbahnen wandern. Diese Simulationen helfen bei der Erkennung:
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Reflexionen
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Übersprechen
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Signaldämpfung
Solche Probleme sind von entscheidender Bedeutung Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen. Durch die Früherkennung können Ingenieure Anpassungen vornehmen:
✔ Layout
✔ Trace-Routing
✔ Kündigungsstrategien
Gewährleistung einer zuverlässigen Signalleistung.
Stromverteilungssimulationen
Stromverteilungssimulationen auswerten Spannungs- und Stromverhalten über die Leiterplatte. Sie helfen bei der Identifizierung:
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Spannung fällt ab
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Bereiche mit hoher Stromdichte
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Mögliche thermische Hotspots
Durch die Optimierung der Stromverteilungsnetz (PDN), du kannst:
✅ Effizienz steigern
✅ Reduzieren Sie die Wärmeentwicklung
✅ Verbessern Sie die Systemzuverlässigkeit
Thermische Simulationen
Für die Vorhersage sind thermische Simulationen unerlässlich Temperaturverteilung auf ganzer Linie. Sie überlegen:
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Verlustleistung der Komponente
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Umgebungsbedingungen
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Wärmeübertragungsmethoden
Diese Simulationen helfen bei der Identifizierung Hotspots und Verbesserung des Wärmemanagements durch:
🔥 Hinzufügen thermischer Durchkontaktierungen
🔥 Vergrößerung der Kupferflächen
🔥 Verwendung von Kühlkörpern oder Wärmeleitpads
Integrierte Simulationstools
Unterstützung für die meisten modernen PCB-Designplattformen integrierte Simulationsumgebungen, Ermöglicht schnelle Iterationen ohne Werkzeugwechsel.
Zu den beliebten Tools gehören:
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SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) -
HyperLynx by Mentor Graphics -
Ansys SIwave
Diese Tools bieten eine Multidomänenanalyse, um unterschiedlichen Designkomplexitäten gerecht zu werden.
Durch frühzeitigen und häufigen Einsatz von Simulationstools, Designer können Fehler reduzieren, Leistung steigern, und stellen Sie die Produktzuverlässigkeit sicher—bevor ein einzelnes Board gebaut wird.
Bei Fully Hong Electronics, Der PCB-Designservice umfasst::
- Eine erste Beratung zur Besprechung Ihres Entwurfs ist immer kostenlos.
- Wir können Ihnen bei der Auswahl der richtigen Teile für Ihr PCB-Design helfen.
- Wir können Ihren Schaltplan in jeder beliebigen Form übernehmen und ihn in das von Ihnen benötigte CAD-Format umwandeln.
- Wir erstellen Altium-Schaltplansymbole und PCB-Footprints für jedes Teil Ihres Designs.
- Nach Fertigstellung des schematischen Diagramms, Wir werden es Ihnen zur Überprüfung vorlegen.
- Wir erstellen einen Leiterplattenentwurf und nehmen eine vorläufige Platzierung aller Teile vor.
- Nach Ihrer Zustimmung zur Teileplatzierung, Wir werden mit dem detaillierten PCB-Layout fortfahren.
PCB-HERSTELLUNG
- PCB-Prototypen oder Massenproduktionsplatinen mit kurzer Vorlaufzeit
- Bei Fully Hong Electronics können Sie hochwertige Leiterplatten zu einem sehr wettbewerbsfähigen Preis erhalten
PCB-MONTAGE
- Verwenden Sie das neueste SMT & Through-Hole-Technologie.
- Komplettlösung vom PCB-Design, Leiterplattenherstellung bis Leiterplattenbestückung usw.
- Sie können ein PCBA-Angebot einschließlich PCB erhalten, Komponenten- und Montagekosten innerhalb 2-3 Tage
- Schnelle PCBA-Vorlaufzeit: 3-4 Wochen, darin ist die Zeit für den Kauf aller Komponenten enthalten
