Проектирование печатных плат для электроники

Один из основных этапов в производстве радиоэлектронных приборов – это составление проекта и разработка печатных плат. Этот шаг является определяющим, ведь от него зависит – будет ли работать прибор и полностью выполнять свои функции. В качестве основы для проектирования используется техническая документация и задания, прописанные заказчиком, который осуществляет заказ печатных плат.

Но важно понимать, что зачастую сам заказчик не всегда может предоставить максимально точное описание будущего изделия в технических документах. Поэтому, для эффективной работы проектировщики используют дополнительное программное обеспечение. Это специализированные программы – CAM350, AltiumDesigner, P-CAD.

Стоимость печатных плат от 43 руб/дм2

оставить заявку

Последовательные этапы процесса проектирования

Процесс создания печатной платы достаточно сложный, но наиболее трудоемкая задача – проектирование. Оно делится на несколько последовательных этапов.

1. Разрабатывается принципиальная схема

Принципиальная электрическая схема необходима для проверки платы. В процессе тестирования по ней можно определить, насколько правильно рассчитаны соединения. В процессе проектирования принципиальная схема создается по техническим данным о токе и рабочем напряжении, о функциях платы. Также проектируется принципиальная схема в специальных программах, для этого используются фотографии или чертежи. Сегодня существуют технические возможности воссоздания принципиальной схемы по готовой плате

2. Готовятся библиотеки компонентов

Это следующий этап, когда на основе принципиальной электрической схемы компонуется список всех деталей, а также расписывается тип, особенности, количество каждого компонента.
На данном этапе берутся в учет все пожелания и требования заказчиков к создаваемым платам:

Специалист-конструктор задает параметры, и если необходимо, то производится замена определенных компонентов, подбираются подходящие по характеристикам аналоги.
Важным нюансом также является учет нюансов при разработке плат с редкими или нестандартными деталями. Заказчик должен дополнительно предоставить информацию об этих особенностях.

Также берутся в учет требования по RoHS. Директивой RoHS запрещено или ограничено применение свинца, особенно если речь идет об электронике, которая в будущем будет экспортироваться в страны Европейского союза. Заказ печатных плат производится с учетом действующих стандартов. Это важно учитывать, так как в случае необходимости проектировщику платы придется подбирать специальные режимы оборудования и искать альтернативу для финишных покрытий

Все одинаковые или аналогичные элементы в списке должны быть сгруппированы. Также они прописываются в библиотеках одной строкой, каждая позиция отделяется запятой.

3. Прорисовываются контура платы

Рассчитываются размеры корпуса и габариты плат, с учетом которых производится прорисовка контура соединений
Оставляются отметки для отверстий, в которые будут присоединены контакты деталей, также учитывается форма и конфигурация других составляющих прибора
Определяется высота и ограничения для компонентов с учетом размеров корпуса.
Производится разметка свободных зон с обеих сторон
Выбирается и прорисовывается местоположение элементов, являющихся конструктивной частью платы
Завершающий этап этого шага – нанесение реперных меток, если запланирован автоматический монтаж

4. Компонуются детали на плате

Этот этап подразумевает компоновку различных элементов. Процесс требует особого подхода, а также знания технологии.

Компоненты размещаются с оглядкой на трассировку, а также учитываются другие требования к плате. Изготовление печатных плат на заказ производится также с учетом требований технического задания.

Необходимо принимать во внимание совместимость компонентов, чтобы снизить наводки и уменьшить электромагнитные импульсы. Учитываются рекомендации производителей деталей, с особым вниманием производится трассировка.
Берется в учет температура нагрева деталей, их распределяют так, чтобы сделать максимально эффективным теплоотвод.

5. Трассировка печатной платы

Трассировка – это разводка, важный этап соединения компонентов проводниками. На этом этапе прорисовывается топология платы, в процессе она усовершенствуется и дополнительно компонуется.

В зависимости от типа и класса платы берутся в учет требования к проводникам и их расположению.

Ограничения прописываются в программе, также задаются диаметры отверстий, допуски.

Рекомендации, касающиеся разработки и проектировки плат

разработка печатных плат для электроники

Есть отдельные практические нюансы и рекомендации, которые хорошо известны специалистам, занимающимся проектировкой. Без этих знаний невозможно производить изготовление печатных плат на заказ:

Нужно учитывать, что конденсаторы устанавливаются по пути протекания тока. Силовые дорожки не должны проходить под трансформатором. При этом на одном радиаторе не устанавливаются выходные диоды и силовые транзисторы. Если будет пробой, напряжение попадет в выходную часть. Выводы ключей нужно делать на одну сторону, чтобы упростить установку других компонентов. Также нельзя располагать возле импульсных стабилизаторов, кварцевых резонаторов и их проводки соединительные цепи.

Нужно помнить о правиле, касающейся максимальной ширины и минимальной длины проводников. Это может стать причиной помех и наводок.
Важно выстраивать схему так, чтобы по возможности не изгибать силовые дорожки, а делать их прямыми.
Необходимо оставлять расстояние между краем и полигоном, чтобы на торцах плат не оставалось меди, которая может снизить долговечность будущего прибора.

Важно производить тентирование переходных отверстий. Если заполнить их паяльной маской, то материалы при пайке не попадут в них, а это послужит дополнительной защитой от химического воздействия.

Подготовительный этап

Когда все предыдущие этапы успешно завершены, производится завершение и подготовка к запуску в производство. Готовятся программы фрезеровки и сверления отверстий. Изготовление печатных плат на заказ штучно не требует запуска масштабного производства, но процесс подготовки точно такой же.

оставить заявку

Главным источником данных в процессе проектировки плана является бланк заказа, который поставляется вместе с техническим заданием.

При грамотном заполнении этих документов изготовителю будет проще создать максимально правильный проект платы для будущего прибора.

Заказ печатных плат требует от клиента максимальной подготовки документации.