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PCB设计师的制图技巧

纸板设计师的众多职责之一是绘图员。在开始做布局之前,我有一个在牛皮纸上画画的合同——用铅笔!在他们解雇我之前,经理让我把名字和电话号码写在一张纸上。这就是一切;开始工作吧。从七年级的绘图课开始,我的笔迹就一直是大写的。我们不再需要清晰的字迹才能找到工作,但我在卡夫罗科学公司学到的一些东西这些年来一直伴随着我。

尺寸和公差

大多数情况下,电子数据本身就足以制作电路板。无论是像IPC-2581这样的综合文件,还是Gerber和drill数据的集合,孔的尺寸和位置都随电路模式一起提供。为什么要花时间使用尺寸标注工具?这是为什么。必须有人在PCB离开制造车间之前检查它。另一个人在进工厂的路上检查它。所有的工厂和装配图都是检验文件。

混合TH和SMT中安装连接器

图片来源:Extreme Tech - PCB在三面拥抱连接器,所有这些都是关键尺寸。

如果不努力建立螺栓模式或其他对设计至关重要的特征,设计意图可能会丢失。所谓的“中置”连接器嵌套在插槽中。那个槽的容忍度可能非常小。连接器的数据表甚至可能有一个单边公差,允许插槽增长,但不能从标称值缩小。

如果没有尺寸和公差,“假定公差”将采用槽的标称宽度,并给出与图纸标题块偏差的通常余量。对于董事会大纲的其余部分来说,这可能没问题,但如果控制不当,可能会导致问题。

mid-mount连接器

图片来源:Mouser -一种典型的中置连接器,通常用于手机和其他超薄形式的产品,其中连接器高于PCB的高度太高。

我会在电路板尺寸层上画一些关键尺寸,其余的在封装尺寸层上画。为足迹设定尺寸是一个好主意,这样可以使检查更容易,并首先避免错误。我用这种方式发现了自己的错误。花点时间按照与绘图相同的方式来确定特征的尺寸是一个不错的小保险策略。

细节和大局。

每当特征太小或位置奇怪时,我们就使用细节来覆盖正常尺寸。边缘连接器上的斜角就是这样一个特征。组装子面板周围的“老鼠咬”是另一个问题。因为你不需要每次都重新发明轮子,所以最好保留一个剪贴簿,上面写满了常见的设计元素,这样就可以在适当的时候重用它们。

我们在许多其他事情上使用细节。阻抗将逐层调用,同时支持每个信号层的多个阻抗值。每一个的参考平面也会被注意到。建立一个图表是很自然的,它允许感兴趣的各方根据设计规则交叉引用设计。我们使用另一张表来表示各种钻头的尺寸、公差、数量和电镀规格。高密度互连(High Density interconnections, HDI)将利用为每个层对分解的数个数据盒。flex或刚性/flex的不同堆叠区域也可以以这种形式描述,或者可能作为单独的细节进行模块化重用。接下来,我将讨论表格可以派上用场的一种不太明显的方式。

表格绘图,一个节省纸张和时间的机会

有几种类型的图纸可以覆盖多个板。我想到的一个例子是相当于定制连接器的挠性电路。假设一端有一个ZIF(零插入力)连接器,另一端有一个堆叠连接器,从端到端有线条和形状的图案。

在一个电路板系统中,相同的连接器对可以用于不同的互连是很可能的。您可以调用不同的长度,并为每个长度指定一个单独的破折号。以后,可以毫不费力地添加更多示例。

通过这种方式,相同的制造和装配图可以支持许多套艺术品。你有两个详细的图像两端的弯曲与参差不齐的线对分开。从端到端的维度将引用一个表示总长度的表。

注:除非另有说明。

这本身就是一个话题。我们给制造和装配小组的书面指示可能是不充分的,同时也是过度的。工艺数据不属于检验文件。这是我们在每个周期结束时产生的。抽样计划、焊料配置文件和其他操作方法项目应放在单独的文件中,供制造和/或装配说明参考。

检验员应该能够查看产品和文件,并得出是否符合要求的结论。如果我不是色盲的话,我可以直观地看到颜色。我可以用横截面测量焊膜的厚度。我不知道在敷面膜之前是否用“超纯水”清洗过。我能做的是根据IPC-TM-650测试方法2.4.28.1确定它是否通过了掩焊“胶带测试”。这才是真正重要的。这是可以求值的,这是你们应该在笔记中用到的。

如果产品符合IPC 6012 2级标准,则应将其写在注释中。该规范涵盖了很多内容,没有必要重复那个音符已经传达的内容。您需要调用的是IPC类规定的规则的例外情况。例如,90度的过孔破裂可能不是理想的。接下来说明切线是最低要求的注释是有意义的。

问题是,现在由设计师(你和我)来创建支持我们需要的制造的堆垛几何形状和孔尺寸/公差。例如,如果产品要求严格的平面规格,而您提交的艺术品中铜负载不平衡,则您的制造商不太可能产生足够的数量使其成为可行的产品。也许,他们可以在压榨机里烘烤,让它变平。猜猜当电路板随后经过另一个组装热循环时会发生什么。它马上又变成了薯片!

关键是:不要让你的笔记开出你的版面无法兑现的支票。使用CAD工具确保每层上的铜量本质上是从中心芯向外的镜像。无论是在信号层上偷铜,还是在每一层都填满地面,你必须给你的供应商一个成功的机会,这样你的产品才能成功。QED。这就是我来这里要说的。

作者简介

John Burkhert Jr是一名职业PCB设计师,在军事,电信,消费硬件和最近的汽车行业经验丰富。最初,一个射频专家——被迫时不时地翻转比特,以满足高速数字设计的需要。当他不写或执行PCB布局时,约翰喜欢玩贝斯和赛车。你可以在领英上找到约翰。

约翰·伯克特的个人资料照片