Ο σχεδιασμός της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος ξεκινά από τον καθορισμό του μεγέθους της πλακέτας. Το μέγεθος της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος περιορίζεται από το μέγεθος του κελύφους του πλαισίου, επομένως είναι σκόπιμο να τοποθετηθεί στο κέλυφος. Δεύτερον, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ο τρόπος σύνδεσης μεταξύ της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος και των εξωτερικών εξαρτημάτων (κυρίως ποτενσιόμετρο, υποδοχή ή άλλη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος). Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων συνδέονται γενικά με εξωτερικά εξαρτήματα μέσω πλαστικών συρμάτων ή μεταλλικών καλωδίων απομόνωσης. Αλλά μερικές φορές σχεδιάζεται επίσης με τη μορφή υποδοχής. Συγκεκριμένα, κατά την εγκατάσταση μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος με βύσμα στη συσκευή, θα πρέπει να δεσμευτεί μια θέση επαφής που χρησιμεύει ως υποδοχή. Για μεγαλύτερα εξαρτήματα που είναι εγκατεστημένα σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, θα πρέπει να προστεθούν μεταλλικά εξαρτήματα για στερέωση για βελτίωση της αντοχής σε κραδασμούς και κρούσεις.
2. Η βασική μέθοδος σχεδιασμού του διαγράμματος καλωδίωσης απαιτεί πλήρη κατανόηση των προδιαγραφών, των διαστάσεων και των περιοχών των επιλεγμένων εξαρτημάτων και των διαφόρων υποδοχών. Θα πρέπει να δοθεί εύλογη και προσεκτική εξέταση στη διάταξη των θέσεων κάθε εξαρτήματος, κυρίως από την άποψη της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας, της αντιπαρεμβολής, της μικρής καλωδίωσης, της λιγότερης διασταύρωσης, της παροχής ρεύματος, της διαδρομής γείωσης και της αποσύνδεσης. Αφού προσδιοριστεί η θέση κάθε στοιχείου, είναι η σύνδεση κάθε στοιχείου. Συνδέστε τους σχετικούς ακροδέκτες σύμφωνα με το διάγραμμα κυκλώματος. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να ολοκληρώσετε τη σύνδεση. Ο σχεδιασμός του διαγράμματος τυπωμένου κυκλώματος περιλαμβάνει σχεδιασμό με τη βοήθεια υπολογιστή και χειροκίνητο σχεδιασμό.
Η πιο πρωτόγονη μέθοδος είναι να τακτοποιήσετε τη διάταξη με το χέρι. Αυτό είναι αρκετά επαχθές και συχνά απαιτεί πολλές επαναλήψεις πριν από την τελική ολοκλήρωση, κάτι που μπορεί επίσης να επιτευχθεί χωρίς άλλο εξοπλισμό σχεδίασης. Αυτή η μέθοδος μη αυτόματης διάταξης διάταξης είναι επίσης πολύ χρήσιμη για σχεδιαστές που μόλις μαθαίνουν να τυπώνουν σχέδια σανίδων. Σχέδιο με τη βοήθεια υπολογιστή, υπάρχουν διαθέσιμα διάφορα λογισμικά σχεδίασης με διαφορετικές λειτουργίες, αλλά συνολικά, το σχέδιο και η τροποποίηση είναι πιο βολικά και μπορούν να αποθηκευτούν, να αποθηκευτούν και να εκτυπωθούν.
Στη συνέχεια, καθορίστε το απαιτούμενο μέγεθος της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος και προσδιορίστε προκαταρκτικά τη θέση κάθε στοιχείου σύμφωνα με το σχηματικό διάγραμμα. Μετά από συνεχή προσαρμογή, η διάταξη είναι πιο λογική. Η διάταξη καλωδίωσης μεταξύ κάθε στοιχείου στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι η εξής:
(1) Δεν επιτρέπονται διασταυρούμενα κυκλώματα σε τυπωμένα κυκλώματα. Για γραμμές που μπορεί να διασταυρωθούν, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο μέθοδοι: "διάτρηση" και "περιέλιξη". Δηλαδή, να επιτραπεί σε ένα συγκεκριμένο καλώδιο να «τρυπήσει» μέσα από το κενό στο πόδι άλλων αντιστάσεων, πυκνωτών ή τρανζίστορ ή να «τυλίξει» μέσα από το ένα άκρο μιας πιθανής εγκάρσιας απαγωγής. Σε ειδικές περιπτώσεις, το κύκλωμα είναι πολύ περίπλοκο και για να απλοποιηθεί ο σχεδιασμός, επιτρέπεται επίσης η συρμάτινη γέφυρα για την επίλυση του προβλήματος των διασταυρούμενων κυκλωμάτων.
(2) Υπάρχουν δύο μέθοδοι εγκατάστασης για εξαρτήματα όπως αντιστάσεις, δίοδοι και σωληνοειδείς πυκνωτές: "κάθετα" και "οριζόντια". Το κάθετο αναφέρεται στην εγκατάσταση και τη συγκόλληση σωμάτων εξαρτημάτων κάθετα στην πλακέτα κυκλώματος, η οποία έχει το πλεονέκτημα της εξοικονόμησης χώρου. Οριζόντια αναφέρεται στην εγκατάσταση και συγκόλληση σωμάτων εξαρτημάτων παράλληλα και σφιχτά προσαρτημένα στην πλακέτα κυκλώματος, η οποία έχει το πλεονέκτημα της καλής μηχανικής αντοχής κατά την εγκατάσταση του εξαρτήματος. Η απόσταση οπών αυτών των δύο διαφορετικών εξαρτημάτων εγκατάστασης στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι διαφορετική.
(3) Το σημείο γείωσης του ίδιου κυκλώματος στάθμης θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά και ο πυκνωτής φίλτρου ισχύος του κυκλώματος στάθμης ρεύματος πρέπει επίσης να συνδεθεί στο σημείο γείωσης αυτού του επιπέδου. Ειδικά, τα σημεία γείωσης της βάσης και του πομπού αυτού του τρανζίστορ στάθμης δεν πρέπει να είναι πολύ μακριά, διαφορετικά το φύλλο χαλκού μεταξύ των δύο σημείων γείωσης είναι πολύ μακρύ, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει παρεμβολές και αυτοδιέγερση. Η χρήση αυτής της "μεθόδου γείωσης ενός σημείου" στο κύκλωμα είναι πιο σταθερή και λιγότερο επιρρεπής σε αυτοδιέγερση.
Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι δομικά στοιχεία που σχηματίζονται από μονωτικά υλικά που συμπληρώνονται από καλωδιώσεις αγωγών. Κατά την κατασκευή του τελικού προϊόντος, τοποθετούνται σε αυτό ολοκληρωμένα κυκλώματα, τρανζίστορ, δίοδοι, παθητικά εξαρτήματα (όπως αντιστάσεις, πυκνωτές, σύνδεσμοι κ.λπ.) και διάφορα άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Συνδέοντας καλώδια, μπορούν να σχηματιστούν συνδέσεις και λειτουργίες ηλεκτρονικού σήματος. Επομένως, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι μια πλατφόρμα που παρέχει συνδέσεις εξαρτημάτων, χρησιμεύοντας ως βάση για τη σύνδεση εξαρτημάτων.
Λόγω του γεγονότος ότι οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων δεν είναι γενικά τελικά προϊόντα, ο ορισμός των ονομάτων τους είναι κάπως συγκεχυμένος. Για παράδειγμα, οι μητρικές που χρησιμοποιούνται σε προσωπικούς υπολογιστές ονομάζονται μητρικές και δεν μπορούν να αναφέρονται απευθείας ως πλακέτες κυκλωμάτων. Αν και υπάρχουν πλακέτες κυκλωμάτων στις μητρικές, δεν είναι ίδιες. Επομένως, κατά την αξιολόγηση του κλάδου, δεν μπορεί να ειπωθεί ότι τα δύο σχετίζονται, αλλά δεν μπορεί να λεχθεί ότι είναι τα ίδια. Για παράδειγμα, επειδή υπάρχουν εξαρτήματα ολοκληρωμένου κυκλώματος φορτωμένα στην πλακέτα κυκλώματος, τα μέσα ενημέρωσης την αναφέρουν ως πλακέτα IC, αλλά στην ουσία δεν ισοδυναμεί με πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.
Στο πλαίσιο της τάσης προς πολυλειτουργικά και πολύπλοκα ηλεκτρονικά προϊόντα, η απόσταση επαφής των εξαρτημάτων ολοκληρωμένου κυκλώματος μειώνεται και η ταχύτητα μετάδοσης του σήματος είναι σχετικά αυξημένη. Ακολουθεί αύξηση του αριθμού των συνδέσεων και τοπική μείωση του μήκους της καλωδίωσης μεταξύ των σημείων. Αυτά απαιτούν την εφαρμογή διαμόρφωσης σύρματος υψηλής πυκνότητας και τεχνολογίας μικροπόρων για την επίτευξη του στόχου. Η καλωδίωση και η γεφύρωση είναι βασικά δύσκολο να επιτευχθούν για πλακέτες μονής και διπλής όψης, με αποτέλεσμα οι πλακέτες κυκλωμάτων να γίνονται πιο πολυεπίπεδες. Επιπλέον, λόγω της συνεχούς αύξησης των γραμμών σήματος, περισσότερη ισχύς και στρώματα γείωσης είναι απαραίτητα μέσα σχεδιασμού, γεγονός που έχει κάνει πιο κοινές τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων.
Για τις ηλεκτρικές απαιτήσεις των σημάτων υψηλής ταχύτητας, οι πλακέτες κυκλωμάτων πρέπει να παρέχουν έλεγχο σύνθετης αντίστασης με χαρακτηριστικά εναλλασσόμενου ρεύματος, ικανότητα μετάδοσης υψηλής συχνότητας και μείωση της περιττής ακτινοβολίας (EMI). Υιοθετώντας τη δομή του Stripline και του Microstrip, ο σχεδιασμός πολλαπλών στρωμάτων καθίσταται απαραίτητος. Προκειμένου να μειωθεί το ποιοτικό πρόβλημα μετάδοσης σήματος, θα χρησιμοποιηθούν μονωτικά υλικά με χαμηλό διηλεκτρικό συντελεστή και χαμηλό ρυθμό εξασθένησης. Προκειμένου να ικανοποιηθεί η σμίκρυνση και η σειρά ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, η πυκνότητα των πλακών κυκλωμάτων θα αυξάνεται επίσης συνεχώς για να καλύψει τη ζήτηση. Η εμφάνιση μεθόδων συναρμολόγησης εξαρτημάτων όπως BGA (Ball Grid Array), CSP (Chip Scale Package), DCA (Direct Chip Attachment) έχει προωθήσει περαιτέρω τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σε πρωτοφανή επίπεδα υψηλής πυκνότητας.
Οι τρύπες με διάμετρο μικρότερη από 150um αναφέρονται ως μικροπόροι (Microvia) στη βιομηχανία. Τα κυκλώματα που κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας την τεχνολογία γεωμετρικής δομής αυτών των μικροπόρων μπορούν να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα της συναρμολόγησης, τη χρήση του χώρου και άλλες πτυχές. Ταυτόχρονα, είναι επίσης απαραίτητο για τη σμίκρυνση ηλεκτρονικών προϊόντων.
