Die Grundlagen der PCB-Konstruktion verstehen (2)

PCB Kingtech setzt die Grundlagen des PCB-Designs fort. Bevor Sie die BOM-Datei validieren, stellen Sie sicher, dass alle aktiven Teile
in der Datei enthalten sind. Teile sollten gemäß den folgenden Feldern validiert werden:

Seriennummer.
Teilebeschreibung
Designer, die mit dem Schaltplan übereinstimmen
Menge der Komponenten
MPN
VPN
DNI (nicht installieren) Komponenten
BOM oder Stückliste (BOM)
Ein gutes Beispiel für BOMs. BOM
Stack-up-Vorbereitung im PCB-Design
Stack-up ist ein wesentliches Merkmal in den Grundlagen des PCB-Designs. Es definiert das Layout, in dem eine Multilayer-Platine
in einer sequenziellen Weise aufgebaut ist. Stack-up gibt Informationen über die Kupfergewichte und die Dicke des
Materials, die für die Herstellung von Leiterplatten unerlässlich sind. Wenn Platinen präzise gestapelt werden,
werden Übersprechen und elektromagnetische Emissionen minimiert und die Signalqualität verbessert.

Beachten Sie die mechanischen Einschränkungen Ihrer Platine, einschließlich der Dicke der Platine und der Höhe Ihrer
Komponenten. Es ist wichtig, die Anforderungen an die Impedanzkontrolle sowie die Anzahl der differentiellen
Paare zu kennen, da diese die Anzahl der Ebenen auf Ihrer Platine beeinflussen. Die Routing-Dichte auf der Leiterplatte beeinflusst
die Anzahl der Ebenen. Wählen Sie das PCB-Material entsprechend der Geschwindigkeit seiner Anstiegszeit.

PCB-Stack-up
Der typische PCB-Multilayer-Stack-up
Überprüfen Sie die Fertigungsqualität Ihres Stack-ups mit unserem kostenlosen Stack-Up-Planer. Die folgenden Anforderungen sind
für den Planer unerlässlich:

Das PCB-Material (FR4 I-Speed, FR4, Rogers usw.) ist abhängig von den erforderlichen Frequenzen sowie der
Umgebung.
Ebenen, die Strom- und Signalebenen umfassen. Dazu gehören Strom und Signal.
Unverzichtbare Anforderungen für die Impedanz, wie z. B. 500 Single-Ended, 900 differentiell oder 1000 differentiell
Kupferdicke (1/2, 1 oder 2 Pfund)
Stackup-Planer von Sierra Circuits

Achten Sie darauf, den von Ihnen erstellten Footprint zu überprüfen
Schaltplan, BOM vollständig und Stack-up bilden den Kern der Leiterplatte. Es ist viel einfacher,
Footprints für bestimmte Komponenten zu erstellen, wenn diese in Standardpaketen enthalten sind. Meistens sind Footprints für
Standardprogramme in der Bibliothek der Software enthalten (Altium Designer, Allegro usw.). Andernfalls müssen Sie
diesen aus dem Datenblatt für die Komponente erstellen.

Stellen Sie sicher, dass die Bibliothekskomponenten dem empfohlenen Land Pattern entsprechen, wie im Informationsblatt
beschrieben. Führen Sie nach dem Entwurf Ihres Footprints eine Qualitätskontrolle durch. Markieren Sie die Ausrichtung Ihrer Komponente. Footprints sollten auf
Unter- und Draufsicht sowie auf Pin-Pitch und Höhe überprüft werden. Wenn Sie sicherstellen, dass Sie einen präzisen
Footprint im Einklang mit dem Land Pattern haben, werden Probleme bei der Montage vermieden.

Um das richtige Teil und das Land Pattern zu bestimmen, ist es entscheidend, den richtigen Nummerierungsschlüssel aus dem
Datenblatt zu verwenden. Ein falsches Lesen des Blattes kann einen falschen Footprint verursachen, der eine vollständige Neukonstruktion
und Herstellung für die Platine erfordern könnte.

Das Bild unten zeigt eine Illustration eines Schlüssels, der nummeriert ist, sowie eine Reihe von Footprints.

Der Nummerierungsschlüssel befindet sich im Footprint.
Der Nummerierungsschlüssel ist im Datenblatt enthalten

Modellnummern für Footprint und die zugehörigen PINs
Eine Tabelle, die die Modellnummern sowie die zugehörigen Pins anzeigt
Installation von Komponenten
Sobald das Design und die Mechanik der Platine abgeschlossen sind, ist der nächste Schritt die Installation von Komponenten. Eine ordnungsgemäße
Platzierung von Komponenten auf einer Leiterplatte führt zu höherer Leistung und besserer Signalqualität. Es beginnt mit der Platzierung
der Komponenten an den exakten Stellen gemäß den Designspezifikationen. Sie bestehen typischerweise aus
Anschlüssen sowie deren zugehörigen Komponenten. Danach werden die Hauptkomponenten wie Prozessoren,
Speicher und analoge Schaltungen an den richtigen Positionen platziert. Der nächste Schritt ist die Platzierung zusätzlicher Komponenten wie
Kristalle, Entkopplungskondensatoren zusammen mit Reihenwiderständen.

Lesen Sie auch, wie Sie Komponenten in KiCad platzieren

Stellen Sie sicher, dass die mechanische Zeichnung die Position der Befestigungslöcher sowie anderer Teile zeigt, die kritische
Positionen und Drehungen erfordern. Achten Sie darauf, ob die Zeichnung Höhenbeschränkungen auf der Ober- und Unterseite enthält.
Die Grundlagen der Platzierung von Komponenten auf der Leiterplatte

Ordnungsgemäß platzierte Komponenten sollten auf der Leiterplatte platziert werden
PCB-Routing
Der Prozess beginnt mit der Festlegung der Designrichtlinien für den physischen Raum und die Impedanzvorschriften. Die
Berechnung der Leiterbahnbreite ist entsprechend den Anforderungen der verschiedenen Schaltungen zu bestimmen. Geben Sie
entsprechende Regeln für die Netze an. Jede kontrollierte Leiterbahn sollte eine ununterbrochene Referenz
Ebenenschicht haben.
Das Routing-Verfahren beinhaltet das Platzieren von Kupferbahnen zwischen Knoten. Der leitfähige Pfad wird durch

die Positionierung von Leiterbahnen, Vias und Bögen bestimmt, die die Knoten verbinden. Nach dem Routing wird die Strom-/Masse-
Verbindung zur Ebene hergestellt
High-Speed-PCB-Design-Leitfaden - Titelbild

High-Speed-PCB-Design-Leitfaden
8 Kapitel - 115 Seiten - 150 Minuten Lesezeit
WAS IST DRIN:
Die Gründe für Signalintegritätsprobleme
Übertragungsleitungen kennen und die Impedanz kontrollieren
Der Auswahlprozess für PCB-Materialien mit hoher Geschwindigkeit
High-Speed-Layout-Richtlinien
JETZT HERUNTERLADEN
PCB-Fertigungsdiagramm

Ein gut gestaltetes Fertigungsdesign spart Zeit, senkt die Kosten und entlastet. Die Fertigungszeichnung
enthält Details über den Herstellungsprozess und die mechanischen Aspekte der Leiterplatte. Sie enthält
Informationen über Stack-up sowie Fertigungshinweise, IPC-Standards und Hinweise zur Impedanz.
Die Fab-Zeichnungen werden den Herstellern als PDFs zur Verfügung gestellt. Die Fab-Zeichnung muss alle Details enthalten,

die zur Herstellung einer Platine benötigt werden. Sie muss hauptsächlich Folgendes umfassen:
Abmessungen der Platine

Der Umriss der Platine
Bohrtabelle
Zeichnung Stack-up
Kupferleiterbahn und Ätztoleranz
PCB-Fertigungsdiagramm
Ein Beispiel für eine Fertigungszeichnung
Zeichnung der Baugruppe
Die PCB-Bestückungszeichnung enthält alle Details, die zum Aufbau der Platine erforderlich sind. Diese Zeichnung ist als PDF
sowie im .jpg-Format verfügbar und kann Komponentenkonturen, Oberflächen-Pad- und Durchgangsloch-Pads sowie die
Polaritätsmarkierung, den Titel und den Umriss der Platine enthalten.
Darüber hinaus besteht die Bestückungszeichnung aus mehreren Schlüsselkomponenten, wie z. B.:

Komponentenübersicht: Stellen Sie sicher, dass Sie alle Formen der Komponenten sowie deren jeweiligen Referenz

Nummern zum Löten anzeigen. Fügen Sie auch Komponenten hinzu, die eingepresst oder mit Befestigungsmaterial befestigt werden.
Ansichten zusätzlicher Ansichten auf doppelseitigen Platinen erfordern typischerweise eine Ansicht der Vorder- sowie der
Rückseite. Beide Ansichten sind auf einem Blatt möglich, wenn Ihre Leiterplatte klein ist. Andernfalls ist es erforderlich, weitere
Blätter hinzuzufügen.
Fertigungsetiketten: Identifizieren von Fertigungsetiketten wie Barcodes oder Montageetiketten mithilfe eines Zeigers,

und verknüpfen Sie diese dann in Notizen.
Montagehinweise: Sie sind eine Sammlung von Anweisungen mit Montageinformationen sowie den Industriestandards

und -anforderungen sowie einem bestimmten Ort für das Merkmal.
Abschließende Qualitätskontrolle und Exportieren der richtigen Gerber-Dateien
Nachdem das Layout fertiggestellt ist, besteht die letzte Stufe darin, eine Reihe von Tests durchzuführen. In dieser Phase wird DFM (Design for
Herstellbarkeit) durchgeführt, um die grundlegenden Probleme zu ermitteln, die mit dem Layout verbunden sind. Diese
Tests identifizieren die Möglichkeit von Problemen, die während des Herstellungsprozesses auftreten. Mit der Sierra Circuits
überlegenen DFM-Software können Benutzer die Herstellbarkeit Ihres Designs testen. Die Designs (im Format
Gerber) werden geprüft und die Details aller Designregelverstöße werden angezeigt.
Besseres DFM von Sierra Circuits

Die endgültige Liste der Ergebnisse muss alle Gerber-Dateien einschließlich Bestückungs- und Fertigungsdiagrammen, die Bohrdatei
ODB++, IPC-356 und X-Y-Positionierungsdateien enthalten, die in der Baugruppe verwendet werden sollen. Mit diesen Informationen kann Ihr Fertigungsunternehmen
Design for Manufacture (DFM) zusammen mit Design for Assembly (DFA)-Tests mit der Platine durchführen.
Bitte lassen Sie uns im Kommentarbereich wissen, ob Sie mehr über Designs für Leiterplatten, Produktion und
Montage erfahren möchten. PCB Kingtech hilft Ihnen gerne weiter.