Проектирование печатных плат

Проектирование печатных плат - комплекс работ по созданию конструкции печатных плат.

Проектирование печатных плат выполняется после разработки принципиальной схемы устройства. Оно включает выбор элементной базы (подбор корпусов компонентов, указанных разработчиком принципиальной схемы), выбор общей конструкции платы (размеры, форма, число слоев и т. п.), компоновку, размещение компонентов, трассировку, необходимые расчеты и моделирование и оформление конструкторской документации.

При проектировании печатной платы вначале определяются ее контур и габаритные размеры, а также размещаются крепежные элементы. Часто геометрия печатной платы продиктована конструкцией более высокого уровня или рядом унифицированных решений, применяемым данным предприятием.

Важным этапом является определение общей конструкции печатной платы. От таких параметров, как число слоев, их расположение, класс точности и т. п., зависит как качество конечной конструкции, так и принципиальная возможность компоновки и трассировки. Конструкция печатной платы оказывает существенное влияние на стоимость изделия и его технологичность.

Компоновка представляет собой группирование элементов схемы и примерное расположение их на поверхности печатной платы. Компоновка диктуется функциональным назначением элементов схемы, а также требованиями к целостности сигналов, электромагнитной совместимости, тепловому режиму и прочим физическим характеристикам. Так, например, при компоновке обеспечиваются минимальные расстояния между основными и вспомогательными элементами («обвязкой»).

При размещении компонентов определяются позиции отдельных компонентов на плате. От правильности размещения компонентов существенно зависит качество трассировки и возможность выполнения требований к физическим характеристикам.

При трассировке выполняется прокладка проводников на слоях печатной платы. Данный процесс является одним из самых сложных и критичных.

При выполнении расчетов и моделировании определяется, насколько разработанная конструкция соответствует техническим требованиям. Этот процесс может включать анализ целостности сигналов, моделирование электромагнитных помех, расчет параметров длинных линий, расчет теплового режима, определение стойкости к вибрации и ударам и т. п.

Современные системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяют производить сквозное проектирование печатных плат начиная от разработки и моделирования принципиальной схемы и заканчивая получением трехмерных расчетных моделей, конструкторской документации и программ для производственного оборудования. Несмотря на то, что большинство современных САПР имеют средства автоматизации размещения и трассировки, эти операции включают достаточно большой объем ручного труда, поскольку автоматизированная оптимизация конструкций печатных плат весьма затруднена.