Поиск по сайту:

 


По базе:  

микроэлектроника, микросхема, микроконтроллер, память, msp430, MSP430, Atmel, Maxim, LCD, hd44780, t6963, sed1335, SED1335, mega128, avr, mega128  
  Главная страница > Статьи

реклама

 




Мероприятия:




Проектирование печатных плат

Печатная плата (ПП) является основным элементом любого современного электронного устройства. Поэтому разработка печатных плат является важным этапом конструирования электронной аппаратуры.

Виды плат

В большинстве случаев ПП представляет собой диэлектрическую пластину, на поверхности или в объеме которой сформированы электропроводящие проводники. Такая плата предназначена для установки на ней электронных компонентов и соединения их (обычно пайкой) в соответствии с заданной электрической схемой.

Существуют следующие виды ПП:

  • одно и многослойные. Многослойные платы используются в более сложных и ответственных схемах. Они имеют ряд преимуществ. В частности, в таких платах легче подвести питание к каждому элементу схемы (через отверстие), в них лучше подавляются электромагнитные и радиочастотные помехи;
  • с переменной толщиной;
  • с металлической подложкой. Такая плата может потребоваться для лучшего рассеивания тепла в мощных приборах;
  • силовые. Используются в устройствах питания, когда в цепях действуют высокие напряжения, а через соединительные проводники протекают большие токи;
  • высокочастотные. Используются в устройствах СВЧ, где требуются диэлектрики с малыми СВЧ потерями;
  • бессвинцовые. Благодаря отсутствию свинца такие платы являются экологичными и безопасными для окружающей среды.

Технологические методы изготовления

При изготовлении ПП используются, в основном, два технологических метода:

  • субтрактивный;
  • аддитивный.

В первом случае в качестве подложки используются фольгированные изоляционные материалы. В процессе изготовления ПП на фольгу стойкой к растворам травления краской наносится рисунок проводящих проводников. Затем путем травления производится удаление лишней (незащищенной маской) фольги. Рисунок наносится с помощью фотолитографии, трафаретной печати или других методов.

Во втором случае на подложку без фольги наносятся токопроводящие цепи. При этом используются:

  • перенос рисунка, предварительно выполненного на листе из металла;
  • нанесение токопроводящих красок или паст;
  • напыление в вакууме;
  • выштампование проводников.

Кроме того, в процессе изготовлении ПП с соединительными проводниками и металлизированными отверстиями используются комбинированные методы.

Этапы проектирования

Основные этапы проектирования ПП включают:

  • Сбор исходных данных
  • Создание библиотеки компонентов.
  • Предварительную компоновку.
  • Трассировку.
  • Моделирование.
  • Верификацию.
  • Приемку-сдачу.

На первом этапе разработчик получает от заказчика основные материалы – принципиальную схему блока, перечень элементов и таблицу требований. На втором этапе в случае отсутствия в библиотеке какого-либо радиоэлемента создается его символьный и технологический образ (посадочное место), которые помещаются в общую библиотеку.

Предварительная компоновка включает размещение элементов на плате согласно требованиям, фиксацию элементов, требующих жесткого расположения, предложения по изменению габаритов изделия, уточнение необходимости лишних соединений и тестовых точек.

На данном этапе заказчик получает для согласования 3-D модель платы.

Трассировка предполагает выполнение следующих этапов:

  • определение числа слоев;
  • размещение соединений по слоям платы;
  • определение порядка соединений в каждом слое;
  • получение конфигурации проводников.

При этом должны выполняться требования по равномерному распределению проводников в монтажной области, а также требования по минимизации длины параллельных участков, числа пересечений и изгибов проводников, суммарной их длины.

Выполнение первого и второго требований увеличивает помехоустойчивость схемы, выполнение последнего требования позволяет сократить задержку сигнала в цепи и увеличить скорость его передачи.

На этапе моделирования выполняются расчеты по:

  • целостности сигналов;
  • электромагнитной совместимости;
  • тепловому режиму;
  • выполнению требований к источнику питания.

На этапе верификации производится оценка системы экспертами с целью минимизации ошибок.

Проектирование печатных платПоследний этап приемки – сдачи включает оформление и передачу заказчику конструкторской документации (КД), включающей:

  • файл проекта в выбранной среде проектирования;
  • файлы для изготовления ПП (например, Gerber 274-X, CAM350);
  • КД, включающую сборочный чертеж, спецификацию и чертеж платы, выполненные в соответствии с ЕСКД или другими требованиями заказчика.

Использование ПО

Для автоматизации проектирования ПП используется большое количество различных программ. Наиболее известной в России является система P-CAD. Эта программа автоматизированного проектирования ПП для электронных и вычислительных средств может выполнять разработку ПП, включая размещение схемных компонентов, трассировку проводников, подготовку документации, оценку целостности сигналов и искажений.

Комплекс состоит из основных программных модулей:

  • редактора электрических схем (P-CAD Schematic);
  • редактора трассировки (P-CAD PCB).

Имеются также дополнительные модули:

  • менеджер библиотек,
  • редактор символов элементов;
  • редактор посадочных мест и корпусов элементов.

В настоящее время эта система устарела, и на смену ее пришел программный комплекс Altium Designer. Эта программа позволяет проектировать ПП любой сложности. К ее достоинствам можно отнести возможности автоматического и интерактивного размещения компонентов, разработки 3D модели готовой платы, наличие дополнительного трассировщика Situs, позволяющего разводить ПП с большой плотностью. Недостатком является довольно большая цена.

Бесплатными аналогами программы Altium Designer являются более простые программы DesignSpark PCB и Kicad.




 
Впервые? | Реклама на сайте | О проекте | Карта портала
тел. редакции: +7 (995) 900 6254. e-mail:info@eust.ru
©1998-2023 Рынок Микроэлектроники