Дизайн макета печатной платы

Проектирование печатной платы (PCB), безусловно, является одной из самых сложных операций, с которыми приходится сталкиваться дизайнеру, являясь одновременно и искусством, и наукой. Это требует тщательной оценки доступного места на плате и ограничений, накладываемых схемой и компонентами. Создание надежных, функциональных и экономически эффективных конструкций печатных плат является сложной задачей, особенно сегодня, когда необходимо создавать компактные, легкие, а иногда даже гибкие платы.

Процесс проектирования печатной платы всегда начинается со схемы, за которой следует расположение компонентов, определение слоев и дорожек, и заканчивается созданием файлов Gerber. Процесс определения трасс, также известный как маршрутизация, может выполняться различными способами: вручную, автоматически или интерактивно (комбинация двух предыдущих).

Чем более сложными являются приложения для карт, тем более уместным является метод ручной маршрутизации. Elenos имеет опыт в нескольких типах конструкций:

• ВЧ-платы, для которых могут потребоваться линии передачи (микрополосковые, полосковые или другие) и где необходимо строго контролировать значение импеданса, чтобы избежать потерь мощности и гарантировать целостность сигнала;
• Источники питания, где безопасность и эффективность имеют решающее значение, и необходимо учитывать все, от изоляции до управления температурным режимом. Кроме того, источники питания, как правило, имеют физические ограничения, налагаемые корпусом и радиаторами, которые необходимо учитывать, поэтому обычно используется метод ручной разводки.

Ручная маршрутизация — это то, что приносит творческое профессиональное удовлетворение, но требует времени и терпения. Он заключается в ручном позиционировании трасс, соединяющих компоненты, определении технических характеристик, таких как толщина, ширина, расстояние и угол кривизны. Разработчику, безусловно, помогает программный инструмент, способный сообщать о любых нарушениях правил маршрутизации, но мастерство и компетентность дизайнера имеют первостепенное значение.

С другой стороны, полностью автоматическая маршрутизация работает полностью автономно: как только правила маршрутизации установлены, проект автоматически обрабатывается системой, а затем результат может быть пересмотрен путем внесения вручную любых необходимых изменений или улучшений. Хотя автотрассировка — это метод, который может сэкономить время, он не обязательно дает наилучшие результаты. Как и все автоматизированные системы обработки, автотрассировка имеет свои ограничения, и, несмотря на достижения в программных средствах, некоторые считают, что ее сложно настроить для достижения оптимальных результатов, и разработчику, возможно, придется исправить автоматически созданную трассировку, исправив распространенные ошибки, такие как следы, идущие по краям печатной платы, а не пересекающие слои. Поэтому важно знать пределы применения каждого метода и оценивать, когда один из них предпочтительнее других.

Наконец, интерактивная трассировка — это метод, сочетающий в себе точность и контроль ручной трассировки со скоростью и автоматизацией, типичными для автоматической трассировки.

Независимо от используемой методологии трассировка представляет собой сложность, которая увеличивается с увеличением количества компонентов, присутствующих на плате, и остается особенно важной в приложениях, где есть высокочастотные сигналы или есть компоненты, которые должны рассеивать значительное количество тепла.

В области широковещательных передатчиков характеристики печатных плат, которые заставляют наших разработчиков предпочитать метод ручной разводки:

• Следы уменьшенной длины: если расстояние между соединяемыми контактами очень мало, ручная разводка является методом, который дает наиболее надежные и точные результаты; кроме того, что это приносит удовлетворение, оно может выполняться почти механически;
• Угол дорожки: следует избегать углов 90°, так как во время производства процесс травления может привести к опасным коротким замыканиям; также следует избегать острых углов. Работая вручную, дизайнер может смоделировать трассу, применив соответствующую степень кривизны;
• Очень сложные схемы: где плотность компонентов и многочисленные соединения требуют особого внимания. В этих случаях опытный дизайнер часто может создать превосходный дизайн по сравнению с автоматическим инструментом.

Дизайнеры компоновки печатных плат в Elenos имеют:

• Большое внимание к деталям: когда работа связана с поиском решений с минимальными корректировками или при работе с микроскопическими материалами, очень важно обращать внимание на детали;
• Возможность постоянного обновления: в постоянно развивающемся секторе, таком как технологии, и с появлением нового, более эффективного и интеллектуального программного обеспечения, отсутствие обновления означает риск остаться позади;
• Способность изучать новые методы дизайна: возможно, это кажется очевидным, но после многих лет работы легко стать привычным, всегда возвращаясь к одним и тем же проверенным методам макетирования. Но это может спровоцировать повторение ошибок или привести к новым, поскольку макеты становятся более сложными;
• Способность работать в течение длительного периода времени: опыт является ключевым фактором, необходимо противостоять давлению сроков, чтобы обеспечить постоянное качество.
• Навыки решения проблем и посредничества: в процессе проектирования печатных плат участвуют многие партнеры, и часто проектирование печатных плат заканчивается перетягиванием каната между проектированием и производством, и дизайнер должен найти решение, которое удовлетворит обе стороны.