La progettazione dei PCB è parte integrante di qualsiasi progetto di sviluppo di prodotti elettronici.PCB design utilizza uno strumento software CAD per creare un rendering 3D di un PCB da uno schema 2D che viene quindi utilizzato per la produzione della schedaUna progettazione PCB ottimizzata garantisce che il circuito funzioni come desiderato e entro le specifiche attese.I progettisti di PCB devono seguire un processo specifico che segue le fasi di definizione meccanica, collocazione critica, collocazione, routing critica, routing, controllo delle regole finali di progettazione e creazione di outjobs.
•Strumenti software per la progettazione di PCB
Sono disponibili molti pacchetti software di progettazione assistita da computer (CAD), alcuni gratuiti e altri a pagamento.
Altium Designer, PAD, Allegro e OrCAD, sono gli strumenti software di progettazione PCB più comunemente utilizzati.strumenti CAD gratuiti come Kicad ed ExpressPCBQuesti strumenti sono limitati nella gestione di progetti più complessi e hanno caratteristiche limitate in confronto.
Le caratteristiche e le capacità del software di progettazione PCB possono variare notevolmente da uno strumento all'altro.Un ingegnere o un progettista può spesso scegliere un particolare strumento perché ha le caratteristiche necessarie che altri strumenti non hanno. Gli strumenti di progettazione PCB più semplici forniscono funzioni e caratteristiche molto più basilari.come il routing complesso con regole di progettazione specificate e la simulazione del segnale di routing.
Poiché i PCB diventano sempre più complessi e spesso con un'impronta molto più piccola, i pacchetti software a pagamento sono spesso preferiti, se non richiesti.
• Schema di cattura
Uno dei primi passi nello sviluppo di prodotti elettronici è la creazione di una specifica di progettazione.coppie differenziali, ecc.
Una volta completata la specifica, può iniziare la cattura schematica.
Uno schema PCB è un disegno bidimensionale che mostra quali componenti si collegano ad altri componenti e fornisce istruzioni su come disporre le tracce sulla scheda.i simboli schematici sono creati dall'ingegnere per ogni componenteLe impronte sono create dal progettista del PCB e definiscono le dimensioni fisiche di ciascun componente, le posizioni dei perni e se è SMT o through-hole.
• Posizionamento dei componenti
La progettazione di PCB prende gli schemi bidimensionali e crea un rendering tridimensionale.e le informazioni di trivellazione sono state impostate, il posizionamento dei componenti è il primo passo nel processo di progettazione del PCB.devono avere definite tutte le informazioni pertinenti
Prima di approfondire troppo il posizionamento dei componenti, è essenziale collocare approssimativamente i componenti, spesso in gruppi correlati,per avere un'idea di dove si troveranno e se si inseriranno o meno tutti sulla lavagnaÈ essenziale considerare come i diversi componenti comunicheranno e la velocità con cui i segnali devono essere mantenuti.Un esercizio di posizionamento approssimativo può anche aiutare a determinare quanti strati saranno necessari per ottenere uno stackupSuccessivamente viene il routing critico, cioè tracce con vincoli molto stretti che il progettista del PCB non muoverà più tardi.Il posizionamento finale deve essere completamente rivisto perché i cambiamenti di posizionamento dopo l'avvio del routing possono comportare la necessità di strappare e rifarsi il lavoro.
• Routing
Il routing è la connessione dei componenti con tracce come indicato dallo schema.alcuni strumenti software permettono al progettista di inserire un insieme di regole di progettazioneSe una regola viene violata, viene segnalata durante un controllo delle regole di progettazione.L'elenco delle reti contiene informazioni quali i designatori di riferimento e i numeri di pinIndica anche quali componenti devono essere collegati ad altri componenti.
Il primo passo del routing è quello di stabilire le rotte critiche, che sono rotte in cui i segnali devono viaggiare ad una certa velocità, effettuare la connessione entro un limite di tempo richiesto,o coppie differenzialiLe rotte critiche vengono completate per prime, dove le dimensioni e la lunghezza della traccia sono cruciali.di solito in ordine di difficoltà o complessitàQuesti segni spesso si muovono su e giù attraverso strati attraverso diversi tipi di vie. Il progettista del PCB deve fare una revisione dettagliata finale, e tutte le violazioni DRC sono corrette o cancellate.
• Produzione industriale
Una volta completato e approvato il processo di progettazione del PCB, vengono generati i dati per la produzione.I file Gerber sono immagini utilizzate per mostrare i diversi strati e saranno utilizzati con un plotter fotografico per la fabbricazioneAltri file necessari per la fabbricazione sono la serigrafia, la maschera di saldatura e la trivellazione e il routing NC.
Per l'assemblaggio, un altro insieme di file viene utilizzato per programmare le varie macchine coinvolte nel processo.un file di pick-and-place utilizzato per programmare la macchina di pick-and-place, e la lista delle reti per le prove e le ispezioni funzionali.
