‌how to design a pcb？

يُعد تصميم لوحة الدوائر المطبوعة ثنائية الفينيل متعدد الكلور جانبًا أساسيًا من جوانب الهندسة الإلكترونية، حيث يتضمن تحويل مخططات الدوائر إلى تخطيطات فعلية جاهزة للإنتاج للوحات الدوائر المطبوعة، مما يتطلب دراسة شاملة لتخطيط المكونات وسلامة الإشارات وتبديد الحرارة والتوافق الكهرومغناطيسي.

العملية الأساسية لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

يتضمن تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور عادةً الخطوات الرئيسية التالية:

1. تحليل الطلب والتخطيط
   يخطط المهندسون الوحدات الأساسية للدائرة الكهربائية ويرسمون مخطط الدائرة الكهربائية للمنتج وفقًا لظروف موقع الدائرة الكهربائية أو أبحاث السوق أو احتياجات ابتكار المنتج.
   تحديد وظيفة الدائرة، ونوع الإشارة (سرعة عالية، تردد منخفض، ترددات لاسلكية، إلخ).
   اختر عدد طبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور (ألواح مفردة أو مزدوجة أو متعددة الطبقات).
   تحديد الأبعاد وطرق التركيب والقيود الميكانيكية.
2. تصميم تخطيطي
   ارسم مخططات تخطيطية محددة بناءً على مخطط إطار دائرة المنتج لتجسيد نظام الدائرة.
   استخدم أدوات EDA (أتمتة التصميم الإلكتروني) (مثل Altium Designer وKiCad وCadence وغيرها) لرسم مخطط الدائرة الكهربائية.
   تأكد من ترميز جميع المكونات وتوصيلها بشكل صحيح.
   قم بإجراء ERC (فحص القواعد الكهربائية) لتجنب حدوث مشاكل مثل الدوائر الكهربائية القصيرة والدوائر المفتوحة، إلخ.
3. تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور
   بعد رسم المخطط، تحتاج إلى نقل حزمة المكونات ومعلومات توصيل المكونات إلى بيئة تصميم لوحة PCB. بعد نقل حزمة المكونات إلى بيئة تصميم لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور، تحتاج إلى وضع المكونات وفقًا لشكل هيكل المنتج، وهيكل اللوحة، ومواصفات EMC، والمتطلبات المعقولة للتخطيط الكهربائي، وخصائص الهيكل المكدس لتصميم لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
   يتم وضع المكونات على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وفقًا للمخطط التخطيطي، مع مراعاة عوامل مثل تدفق الإشارات وتبديد الحرارة والتوافق الكهرومغناطيسي (EMC).
   يتم إعطاء الأولوية للمكونات الرئيسية (مثل وحدة MCU، والبلورة، ووحدة الطاقة) للتخطيط لتقصير مسار الإشارة الحرجة.
   تخطيط التقسيم: يتم فصل الأجزاء التناظرية والرقمية ومصدر الطاقة لتقليل التداخل.
4. أسلاك ثنائي الفينيل متعدد الكلور
   بعد ترتيب المكونات، يتم ملء الخطوط المرسومة مسبقًا التي تم إنشاؤها وفقًا لجدول الشبكة في تصميم لوحة الدوائر المطبوعة بخطوط متصلة، وسوف تؤثر عقلانية أسلاك لوحة الدوائر بشكل مباشر على جودة لوحة الدوائر.
   أسلاك الطاقة: توسيع خط الطاقة، وتقليل المعاوقة، وتجنب انخفاض الجهد.
   خطوط الإشارات: تحتاج الإشارات عالية السرعة (مثل USB وHDMI) إلى التحكم في المعاوقة، لتجنب المحاذاة الطويلة جدًا.
   المعالجة الأرضية: استخدام التأريض النجمي أو وضع النحاس لتقليل الضوضاء.
5. التحقق من قواعد التصميم (DRC)
   تحقق مما إذا كان عرض السلك وتباعد المسافات والثقوب المتقاطعة تفي بمتطلبات التصنيع.
   تأكد من عدم وجود دوائر قصيرة أو دوائر مقطوعة أو شبكات غير متصلة، إلخ.
6. إخراج ملفات الإنتاج
   إنشاء ملف جربر (لتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور).
   توفير ملف الحفر (NC Drill) وقائمة المواد (BOM).

قواعد تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

1. بشكل عام، يجب ترتيب جميع المكونات على نفس سطح لوحة الدائرة، فقط الطبقة العليا من المكونات كثيفة للغاية، من أجل أن يكون هناك عدد من الأجهزة الحرارية المحدودة للغاية والصغيرة، مثل مقاومات الرقائق ومكثفات الرقائق ومكثفات الرقائق والدوائر المتكاملة للرقاقات وما إلى ذلك في الطبقة السفلية.
2. في ظل فرضية ضمان الأداء الكهربائي، يجب وضع المكونات على الشبكة وبشكل موازٍ أو عمودي على بعضها البعض، من أجل أن تكون أنيقة وجميلة بشكل عام لا تسمح للمكونات بالتداخل؛ يجب أن تكون المكونات التي سيتم ترتيبها في تخطيط مضغوط، يجب أن تكون المكونات في التخطيط بأكمله موزعة بالتساوي وكثيفة ومتسقة.
3. يجب أن يكون الحد الأدنى للمسافة بين رسومات اللوحة المتجاورة للمكونات المختلفة على لوحة الدارة أكثر من 1 مم.
4. من حافة لوحة الدارة بشكل عام لا يقل عن 2 مم. أفضل شكل للوحة الدارة للمستطيل، نسبة الطول إلى العرض 3:2 أو 4:3. لقطات سطح لوحة الدارة أكبر من 200 مم في 150 مم، يجب أن تؤخذ في الاعتبار عندما تكون لوحة الدارة قادرة على تحمل القوة الميكانيكية.

مهارات تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

في تصميم تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتحليل وحدة لوحة الدائرة، استنادًا إلى وظيفة البداية لتصميم التخطيط، تخطيط جميع مكونات الدائرة، للامتثال للمبادئ التالية:
1- بما يتوافق مع تدفق الدائرة لترتيب موقع كل وحدة دائرة وظيفية في الدائرة، بحيث يسهل التخطيط تدفق الإشارات، وجعل الإشارات بقدر الإمكان للحفاظ على اتجاه ثابت.
2- خذ المكون الأساسي لكل وحدة وظيفية كمركز وتخطيط حوله. وينبغي أن تكون المكونات موحدة ومتكاملة ومضغوطة الترتيب على ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وتقليل وتقصير السلك والوصل بين المكونات.
3- الدوائر التي تعمل بترددات عالية، للنظر في معلمات التوزيع بين المكونات.وينبغي أن تكون الدوائر العامة إلى أقصى حد ممكن بحيث تكون المكونات مرتبة بالتوازي، وهو أمر ليس جميلاً فحسب، بل سهل التحميل واللحام وسهل الإنتاج بكميات كبيرة.

النقاط الرئيسية لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

1. سلامة الإشارة (SI)
   تحتاج الإشارات عالية السرعة إلى النظر في مطابقة المعاوقة لتجنب الانعكاسات والحديث المتبادل.
   استخدم أزواج تفاضلية (مثل USB وLVDS) وحافظ على أطوال محاذاة متساوية. 2.
2. تكامل الطاقة (PI)
   Use decoupling capacitors (0.1μF near IC power pins).
   يمكن أن تستخدم اللوحات متعددة الطبقات مستويات طاقة لتقليل الضوضاء.
3. التوافق الكهرومغناطيسي (EMC)
   تجنب المحاذاة بزاوية حادة لتقليل الإشعاع عالي التردد.
   احتفظ بخطوط الإشارة الحرجة بعيداً عن مناطق الساعة والترددات العالية.
4. الإدارة الحرارية
   مكونات عالية التيار (مثل MOSFETs، LDOs) لزيادة المشتت الحراري أو المشتت الحراري.
   تخطيط معقول للمكونات المولدة للحرارة لتجنب السخونة الزائدة الموضعية.
5. قابلية التصنيع (DFM)
   عرض الخط/التباعد بين الخطوط يتوافق مع قدرة الشركة المصنعة لثنائي الفينيل متعدد الكلور&8217;، (على سبيل المثال، عرض خط لا يقل عن 6 مل).
   تجنب الشقوق الصغيرة جدًا (على سبيل المثال أقل من 0.3 مم قد تزيد التكلفة).

تلخيص

تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور جزء مهم من الهندسة الإلكترونية. يمكن أن يؤدي التصميم الجيد إلى تحسين استقرار الدائرة وتقليل الضوضاء وتحسين تكاليف الإنتاج. يمكن أن يؤدي إتقان التدفق الأساسي، والتركيز على سلامة الإشارات وإدارة الطاقة والتوافق الكهرومغناطيسي الإلكتروني، والتحقق بمساعدة الأدوات الاحترافية إلى تحسين جودة تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل كبير.