Diseño y diseño de PCB
Placa de circuito impreso (tarjeta de circuito impreso) El diseño se ha convertido en una disciplina altamente especializada dentro de la industria electrónica. Los PCB son esenciales porque ellos:
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Proporcionar interconexiones eléctricas entre componentes
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Oferta soporte estructural rígido Para componentes de montaje
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Entregar un compacto, paquete confiable Para la integración en los productos finales
Son la base de los dispositivos electrónicos modernos, permitiendo que los semiconductores avanzados se comuniquen a velocidades de datos ultra altas y garanticen tanto la forma como la función.
Pasos normales en el diseño de PCB
A continuación se muestra una guía paso a paso de lo típico Proceso de diseño de PCB, Comenzando desde la creación esquemática hasta la preparación del material final.
Paso 1: Creación esquemática de PCB
Esta es la fase conceptual y de planificación del proceso de diseño.:
🧩 Tareas clave:
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Generación de símbolos esquemáticos & Colocación
Crear representaciones digitales de componentes y colocarlos en su software de diseño. -
Numeración de alfileres
Asegúrese de que todos los pines estén numerados y corresponda a la hoja de datos de componente real. -
Designadores de referencia
Asignar códigos únicos como R1, C2, U3 para identificar cada componente tanto en el Materiales (Proseperar) y el capa de plisilla en archivos gerber. -
Asignando una huella
Enlace cada símbolo esquemático a su huella de PCB correcta para garantizar la compatibilidad física. -
Conectando los símbolos
Dibuje las conexiones lógicas entre componentes usando cables o redes. -
Enlace de huellas a símbolos
Verifique que cada símbolo esquemático corresponde correctamente a una huella para el diseño. -
Generar la lista de redes
Cree un archivo que define todas las conexiones eléctricas, Esencial para el diseño de PCB. -
Realizar cheques de NetList
Correr Comprobación de reglas de diseño (RDC) Para asegurarse de que no haya conexiones faltantes o conflictivas. -
Generar el Bom (Materiales)
Una lista detallada de todos los componentes utilizados, incluido:-
Números de pieza
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Cantidad
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Tipo de paquete
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Fabricante
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💡 Consejo:
Antes de generar el nacimiento, Elija componentes que están fácilmente disponibles y rentables en el mercado. Equilibrar cuidadosamente entre:
💰 Costo de material
⚙️ Funcionalidad de componentes
Esto ayuda a garantizar la capacidad de fabricación, control de costos, y confiabilidad desde el principio.
Paso 2: Etapa previa a la capa
- Validación de BOM
- Diseñe el apilamiento y confirmado con el fabricante de PCB
Paso 3: Etapa de diseño de PCB
- Configuración del apilamiento
- Establezca las reglas de diseño de PCB
- Dibuja el esquema de PCB
- Colocación de componentes
- Enruta las redes de tablero
- Realizar una verificación de reglas de diseño (RDC)
- Notas completas de PCB Fab/Assembly
Paso 4: Generar los archivos de producción
- Gerber y archivos de perforación
- Proseperar
- Pick and Place File
- Dibujos de montaje
- Archivos de firmware (si es necesario)
El diseñador de PCB debe tomarse el tiempo para aprender los conceptos básicos de la fabricación de PCB para que puedan asegurarse de que sus diseños sean totalmente fabricables. Esto se relaciona con un conjunto importante de prácticas que deben integrarse en su proceso de diseño., conocido como diseño para la fabricación (DFM). Tómese un tiempo para conocer algunos errores básicos de diseño que pueden descarrilar la fabricación y hacer que su tablero se le envíe para rediseñar antes de la producción..
Herramientas de simulación para el diseño de PCB
Las herramientas de simulación juegan un papel crucial En el proceso de diseño de PCB. Permiten que los ingenieros Predecir el rendimiento, Identificar problemas potenciales, y optimizar el comportamiento del circuito Antes de ingresar etapas de fabricación costosas. A continuación se muestran los tipos de simulación de clave utilizados durante el diseño de PCB:
Simulaciones de integridad de la señal
Integridad de señal (Y) simulaciones analizar el Calidad de las señales Viajando a través de trazas de PCB. Estas simulaciones ayudan a detectar:
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Reflexiones
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Pisoteo
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Atenuación de la señal
Tales problemas son críticos en circuitos digitales de alta velocidad. La detección temprana permite a los ingenieros ajustarse:
✔ Disposición
✔ Rastreo
✔ Estrategias de terminación
Asegurar un rendimiento de señal confiable.
Simulaciones de distribución de energía
Las simulaciones de distribución de energía evalúan Comportamiento de voltaje y corriente a través de la PCB. Ayudan a identificar:
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Gotas de voltaje
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Áreas de alta densidad de corriente
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Posibles puntos de acceso térmicos
Optimizando el Red de distribución de energía (PDN), puede:
✅ Aumentar la eficiencia
✅ Reducir la generación de calor
✅ Mejorar la confiabilidad del sistema
Simulaciones térmicas
Las simulaciones térmicas son esenciales para predecir distribución de temperatura en todo el ámbito. Ellos consideran:
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Disipación de potencia de componentes
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Condiciones ambientales
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Métodos de transferencia de calor
Estas simulaciones ayudan a identificar punto de acceso y mejorar la gestión térmica por:
🔥 Agregar vías térmicas
🔥 Ampliación de áreas de cobre
🔥 Usando disipadores de calor o almohadillas térmicas
Herramientas de simulación integradas
Soporte de plataformas de diseño de PCB más modernas entornos de simulación integrados, Habilitar iteraciones rápidas sin cambiar las herramientas.
Las herramientas populares incluyen:
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SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) -
HyperLynx by Mentor Graphics -
Ansys SIwave
Estas herramientas proporcionan análisis de múltiples dominios para cumplir con diversas complejidades de diseño..
Aprovechando las herramientas de simulación temprano y con frecuencia, Los diseñadores pueden reducir los errores, aumentar el rendimiento, y garantizar la confiabilidad del producto—Antes de que se construya un solo tablero.
En Totalmente Hong Electronics, El servicio de diseño de PCB incluye:
- Una consulta inicial para discutir su diseño siempre es gratuita.
- Podemos ayudarlo a seleccionar las piezas adecuadas para su diseño de PCB.
- Podemos tomar su esquema de cualquier forma y convertirlo en el formato CAD que necesita.
- Crearemos símbolos esquemáticos de altium y huellas de PCB para cada parte de su diseño.
- Después de completar el diagrama esquemático, Lo enviaremos para su revisión.
- Crearemos un esquema de PCB y haremos una colocación preliminar de todas las piezas..
- Tras su aprobación de la colocación de piezas, Continuaremos con el diseño detallado de PCB.
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