Role Of PCB Layout In Manufacturing Of Circuit Boards
In the manufacturing and design of printed circuit boards, layout plays an important role. The graphical representation of the circuitry which is necessary for PCB manufacturing is produced by following the layout process. The detailed description and graphical representation of the circuit is what PCB design is all about. These days, most of the circuit boards are assembled and tested through the use of automated equipment that are driven by the data provided by PCB files. This explains the importance of PCB layout as it provides the source on which all other design calculations and testing modules are based.
PCB Layout with Computer Aided Design Software
The increased development of CAD tools by different companies has made it easier to prepare PCB layout using CAD software tools. Computer Aided Designing software are applications that offer different techniques and tools to generate the necessary files for effectively and efficiently designing the layout of PCBs. These tools also help in ensuring maximum accuracy in design creation as well as provide various features to allow the designer to preempt flaws and mistakes before the prototype is sent into final production. CAD software has actually become an indispensable tool for PCB layout design with various companies using it extensively to service clients with requisite circuit board schematics. In fact, you will find the use of this tool becoming more of an industry standard.
Considerations for PCB Design
The most integral part of PCB design process is the creating a layout for manufacturability. A PCB design company needs to take into consideration the manufacturing process as well as cost and economic considerations while designing a circuit board. This requires a complete understanding of the manufacturing process and the way in which the PCB layout will affect the end result. Various timely adjustments in the design can help prevent expensive mistakes in prototypes and even enhance the design for better cost effectiveness.
There are many things which the PCB design software should take into account including size of the circuit, current flow and electromagnetic interface specifying the track width. The impedance signal tacks and susceptibility also needs to be measured to prepare a precise PCB design for a particular circuit. A thorough description in the PCB layout — of positioning of components, their alignment and relationship with each other along with track management is equally important for the design to be coherent.
Outsourcing Layout design
As you have seen above, designing a functional layout for PCBs is a task that requires expertise, skills, software knowledge, understanding of the manufacturing process as well as engineering and design prowess. For most manufacturers, outsourcing this design function to an expert outside agency happens to be the more practical and often, economical alternative. With these professional services, a company can get their hands on working PCB prototypes within days of setting the assignment without having to invest too much money or make too many mistakes.
DipTrace. Статья пятая. PCB Layout — pазводка платы.
Мы в предыдущей статье получили схему программатора AVR910. Теперь нам нужно сделать рисунок дорожек будущей печатной платы. В этом нам поможет PCB Layout, выполняющий в DipTrace обязанности трассировщика. ИМХО, разделение на две программы не самый лучший вариант, пожалуй, я бы сделал одну. Тем более, что вид окна PCB Layout не так уж сильно отличается от окна Shematics и имеются возможности, одинаковые и для той, и для другой программы.
Но отличия у PCB Layout все же есть, и про них надо сказать. Хотя, лучше показать:
Панель библиотек содержит только библиотеки корпусов, а панель компонентов не имеет области предпросмотра, но каждый компонент, будучи выделенным, оказывается как бы в индивидуальной области предпросмотра. С менюшками, думаю, разберетесь и сами, тем более, что содержание некоторых пунктов, например, главного меню, практически повторяет таковое в Shematic. Кроме того, программа умеет работать только с одним листом за раз. Оно и понятно — кто-нибудь делает платы размером в лист А4? ИМХО, этого более чем достаточно. С панелями инструментов тоже легко разобраться, выполняя зависание мыши над кнопками панелей и используя научный тык 🙂 Список поддерживаемых форматов для импорта-экспорта на мой неопытный глаз, довольно обширен, там есть и P-CAD, и DXF, и Gerber. Для совместимости с предыдушими версиями DipTrace есть DipTrace ASCII.
Итак, предварительно я для удобства изменяю начало координат так, чтобы оно было у левого нижнего угла листа. Это дает только то, что работа идет с положительными координатами, а мне так удобнее. Далее, загружаем в программу схему нашего программатора. Сделать это можно из Shematic, дав команду Файл>Преобразовать в плату, которая откроет PCB Layout с нашей схемкой, а можно руками запустить программу любым удобным способом и открыть в ней нашу схему. При этом вы увидите такую картину: 
Теперь нам необходимо так расставить компоненты, чтобы, во-первых, соблюдались определеннные правила (врать не буду, я сам их еще не очень-то знаю), нарушение которых может привести, например, к появлению помех, а во-вторых, чтобы трассировщик смог провести дорожки. Для начала попробуйте автоупорядочивание и автопозиционирование. Дайте команду Позиционирование>Запуск автопозиционирования и посмотрите, что получилось: 
Сомневаюсь, что это можно хорошо оттрассировать в одном слое. Другое дело в двух. Но мне, например, что-то это не нравится. Значит, нужно одно из двух: позицонирование нужно как следует настроить, либо забить на него и сделать все самому. Настроек там немного и поэтому я предпочел второй вариант. Настоящая же настройка позиционирования заключается в установке границ платы и блокировке некоторых компонентов. Например, нужно, чтобы наш USB-разъем был на краю платы, поэтому мы, восстановив изходное состояние, утащим его на край, щелкнем на нем правой кнопкой мыши и дадим команду Заблокировать выделенные или нажмем Ctrl+L. Мегу, разъем ISP, кварц и его конденсаторы мы заблокируем: Мегу — в середине будущей платы, расположив например, горизонтально, разъем — у края платы, кварц и конденсаторы — недалеко от выводов XTAL1 и XTAL2, предварительно выделив их. Чтобы хотя бы представлять, где у нас середина платы, мы создадим границы платы, тем самым еще и ограничив автопозицонирование ее пределами. Для этого нужно дать команду Трассировка>Границы платы и нарисовать прямоугольник, щелкая левой кнопкой мыши там, где будут углы платы. При завершении надо щелкать не левой, а правой кнопкой, выбрать в открывшемся меню Ввод. Получится что-то вроде этого (выделены заблокированные компоненты):
Затем выделите все кроме заблокированных компонентов и нажмите кнопку Автопозиционирование выделенных на Панели инструментов. Программа подумает и выдаст (а может, и сообщение Не могу найти лучший вариант) результат:
Очхорошо, попробуем, что за плата у нас получится. Но сначала (мы ж хотим одностороннюю плату) залезем в настройки автотрассировки (Трассировка>Параметры автотрассировки) на вкладку Настройки и в таблице Слои выставим Верхний в Выкл. Нажимаем ОК, даем команду Трассировка>Запуск (F9) и смотрим на первый блин:
Что ж, по-моему, неплохо! Но надо трассировщику немного помочь. Дадим команду Трассировка>Детрассировать все. Затем разблокируем все кроме разъема USB, и начнем искать такое расположение элементов, при котором хотя бы количество перемычек будет минимально, а лучше — чтобы все трассы были разведены и при этом соблюдались правила. Вот что получилось у меня спустя несколько попыток трассировки и раскладывания пасьянсов деталек по плате:
Ну, вот первая плата у нас есть! К статье я приложил готовый файл. Проверим наш файл на ошибки: Проверка>Проверка связей (DRC) и Проверка>Проверка целостности сетей. Ошибок нету, хотя платка, на мой взгляд, не самая оптимальная. Теперь посмотрим, насколько она велика: Файл>Информация о плате: 
Все, можно выводить на печать. С печатью легко разобраться самому, можно печатать зеркально, негативом, можно определить положение рисунка на листе, масштаб. Успехов! Ну, а я начинаю работу над следующей статьей…
-
, , ,
- +2
- 26 августа 2011, 22:45
- 1
Комментарии ( 15 )
Однако автотрассировщик в нём всё равно убог, Shape-based чуток поумнее чем Grid-based. Оба автотрассировщика не учитывают, что весь процесс изготовления платы будет производится в домашних условиях. Утюгом и гаечным ключом на 18.
Однослойки я всегда развожу руками. А вот двухслойные платы — с вероятностью 70:30, что Shape-based отработает как положено.
What is the PCB layout
PCB layout mainly includes the placement of components on the board, routing, trace width, trace spacing, etc. Since PCB boards are used in almost all electronic products, therefore, PCBs have been widely used in consumer electronics, information, telecommunications, health care, even aerospace, and other fields. PCB layout plays a vital role in affecting its expected functions and performance.
The Basics of PCB layout
In the process of drawing schematic diagrams using PCB design software , it is essential to master the abbreviations of electronic devices, because the first three letters are usually used to represent a term. For example, RES stands for resistor; CAP stands for capacitor; IND stands for the inductor. Therefore, some electronic terms must be mastered: voltage, current, ohm, volt, ampere, watt, circuit, a circuit element, resistance, resistor, inductance, inductor, capacitor, capacitor, Ohm's law, Kirchhoff's law, Kiel Hough voltage law (KVL), Kirchhoff’s current law (KCL), loop, network, passive two-terminal network, active two-terminal network.
Inevitable problems in PCB layout
Min. Trace Spacing
The PCB design should have a frame, and the minimum distance between the frame line and the component pins should be at least 2mm. It is also reasonable to set it to 5mm.
• Component placement
Basically, when it comes to a circuit system containing digital circuits and analog circuits, they should be separated so that the system is systematically coupled to circuits belonging to the same category. In addition, components should be placed according to signal flow, functions, and modules.
The input signal processing unit and output signal drive components should be placed on the side close to the board to keep the input/output signal lines as short as possible and reduce input/output interference.
As far as the component placement direction is concerned, components can only be placed vertically or horizontally. If there is a relatively high potential difference between the components, the distance between the components should be large enough to stop the discharge.
For medium-density circuit boards, the distance between low-power components should be considered based on soldering. When selecting wave soldering, the distance between components can be between 50mil and 100mil.
Power line and ground line design in the PCB layout
For PCB design engineers, it is not difficult to understand the cause of noise between the ground line and the power line. Even if the PCB layout is excellent, interference caused by insufficient consideration of power and ground wiring will still reduce product performance and even lead to complete failure. Therefore, the job of the PCB layout engineer is to reduce noise interference as much as possible, so as to ensure the quality of the product through the following methods:
С DipTrace навсегда.
Предлагаю вам обратить внимание на программу для разработки принципиальных схем и печатных плат DipTrace.
Собственно, это не одна программа, а целый пакет для сквозного проектирования (от идеи до файлов для производства) включающий редактор схем, редактор плат, редактор компонентов и редактор их корпусов, а также 3D редактор корпусов. Ну и всякие полезности вроде конвертирования из различных форматов, многообразные библиотеки, автотрассировщик и многое другое. Есть и 64 битная версия.
Мне в этой программе понравилась возможность нарисовать принципиальную схемы, а затем с помощью авторассировщика создать печатную плату. Конечно, надо самому потом редактировать. Есть возможность автоматически позицианировать и трасировать по частям. Есть 3-D визуализация печатной платы. Программа осваивается очень легко и быстро.
У любимого всеми самодельщиками комплекта sPlan 7.0 и Sprint Layout нет связки между программой проектирования принципиальной схемы и печатной платы. Если объединить sPlan 7.0 и Sprint Layout то получается DipTrace.
Программный пакет DipTrace представляет собой полнофункциональную систему для разработки принципиальных схем и печатных плат. Включает в себя четыре программы:
1. PCB Layout – проектирование плат с помощью мощного автотрассировщика, удобной ручной трассировки и системы позиционирования компонентов.
2. Schematic — проектирование схем с поддержкой иерархии и неограниченного количества листов. Экспорт в редактор плат, список сетей (netlist) или симулятор.
3. Pattern Editor — редактор корпусов для печатной платы. Позволяет создавать свои библиотеки.
4. Component Editor — редактор компонентов. Рисование символов схемотехники и связка их с корпусами. Позволяет создавать свои библиотеки.
А так же:
Стандартные библиотеки – содержат более 100 000 компонентов.
3D предпросмотр – позволяет просматривать трехмерную модель платы. С программой поставляются более 2.5 тыс. 3D-моделей корпусов.
Импорт/Экспорт – система может импортировать схемы, платы и библиотеки из P-CAD, PADS и других популярных программ. Экспорт в P-CAD, Gerber и другие форматы позволит подготовить платы для любого производства.
Русский интерфейс, справка, учебник и форматки – позволят быстро изучить и эффективно пользоваться программой.
Я сейчас активно работаю над созданием библиотек компонентов под ГОСТ. На фото наверное вы заметили что схема нарисована под ГОСТ. О полноценной библиотеки ГОСТ речь ни идёт. Дело в том, что когда рисуешь в миллиметрах корректно встанут только те компоненты которые вы нарисовали, а когда пытаешься вставить компонент из предположенных программой наблюдаются искривления.
Хочу создать отдельное сообщество по DipTrace. И каждый бы смог внести свою лепту в написание библиотек компонентов, корпусов и поделиться разными нюансами.
У меня почти готова библиотека компонентов под ГОСТ.
Скачать архив моих компонентов и корпусов
Все возможные компоненты охватить не смог, так дорисовываю потихоньку. Скачивайте архив добавляйте свои компоненты и выкладывайте ссылки. Сразу предупреждаю рисовать компоненты можно в любой сетке, а выводы ставить нужно в дюймовой сетке 0,05. После установки выводов обязательно делать выравнивание по сетке. Компонент может быть какой угодно кривой но выводы должны быть на своих местах. Во общем базу компонентов я создал, остальные создаются методом дублирования похожего.
При достаточном количестве желающих группа будет создана и модератором может быть каждый.
Предлагайте, высказывайтесь. Можете как сюда так и в личные сообщения.
Всех БЛАГ и УДАЧИ.
Легальная бесплатная лицензия на 4 слоя и 1000 выводов, специально для бывшего СССР.
User name: Для некоммерческого использования
Reg. key: NY2Z-3UP3-H5CQ-P2GZ
User name: Для некоммерческого использования
Reg. key: EW6P-5GEN-PFYM-PS97