PCB design
PCB design er ikke en isoleret disciplin. Et godt print opstår i samspillet mellem elektronik, software, mekanik, compliance og produktion. Hos Move starter vi med schematic og funktionelle krav, validerer usikre delkredsløb tidligt og bygger først layoutet, når de vigtigste input til funktion, form, test og produktion er på plads.
PCB design
PCB design, der passer til hele produktet
Et godt PCB starter længe før selve layoutet. Printet er det fysiske bindeled mellem mange af produktets vigtigste funktioner, og derfor giver det sjældent mening at betragte PCB design som en selvstændig opgave. Elektronik, embedded software, mekanik, connectivity, compliance, test og produktion skal alle levere input, før designet kan låses.
Altium Designer
Schematic, layout og produktionsfiler
EMC fra start
Tænkt ind, før testlaboratoriet
Tæt på mekanikken
Printet passer til kabinettet
Klar til produktion
Testpunkter, panelisering og montage
Det starter med schematic
Første skridt er typisk schematic design. Her omsættes produktets funktionelle krav til en elektrisk arkitektur. Hvilke spændinger skal være tilgængelige? Hvilke sensorer og interfaces skal understøttes? Skal der være batteri, USB, Ethernet, radio, motorstyring eller analog måleteknik? Hvordan skal produktet kunne testes og programmeres? Schematic bliver dermed den elektriske beskrivelse af, hvordan produktets forskellige funktioner hænger sammen.
Software er med i platformvalget
Softwareteamet spiller en vigtig rolle allerede her. Valg af MCU, CPU eller processorplatform kan ikke foretages alene ud fra hardwaren. Krav til regnekraft, memory, realtidsfunktioner, operativsystem, interfaces, security, bootloader og fremtidige softwareopdateringer påvirker valget direkte. Derfor træffer elektronik- og softwareudviklere typisk de centrale platformvalg sammen.
Usikre delkredsløb valideres tidligt
Det samme gælder nye eller teknisk usikre delkredsløb. Hvis en sensor, analog frontend, power supply, radio eller anden funktion er kritisk for produktet, forsøger vi at validere den tidligt. Det kan ske med development boards, evalueringskits, breadboards eller simple mock-ups af delkredsløbet. På den måde kan vi få svar på de vigtigste tekniske spørgsmål, før hele printet er designet omkring en antagelse, der måske viser sig ikke at holde.
Layout og mekanik i tæt iteration
Når schematic er på plads og de væsentligste tekniske risici er reduceret, begynder PCB layout. Her kommer nye input i spil. Den mekaniske konstruktion bestemmer blandt andet printets dimensioner, form, mounting holes, placering af stik, sensorer, displays, antenner og andre komponenter, der har en fysisk relation til produktets kabinet.
Derfor foregår der typisk en tæt iteration mellem PCB layout og mekanisk konstruktion. Måske skal et stik flyttes få millimeter for at give plads til en kabelbøjning. Måske skal batteriet ændre placering. Måske kræver antennen et område uden metal eller kobber. Eller måske skal printets geometri ændres for at gøre produktet mindre. Den type beslutninger er svære at træffe rigtigt, hvis elektronik og mekanik udvikles hver for sig.
EMC tænkes ind i layoutet
PCB-layoutet har også stor betydning for produktets EMC-egenskaber og muligheden for senere certificering. Produktet skal både kunne begrænse den elektromagnetiske energi, det selv udsender, og være robust over for elektromagnetisk påvirkning udefra. Placering af komponenter, jordplaner, returstrømme, filtrering, afkobling, kabelføring og placering af interfaces kan derfor være afgørende for, om produktet senere består krav til både udstråling og indstråling.
Det er langt billigere at tænke EMC ind i printdesignet end at forsøge at rette problemer, når produktet allerede står hos et testlaboratorium. Derfor bruger vi de forventede compliance- og certificeringskrav som input til layoutet tidligt i processen.
Strømbærende baner dimensioneres efter belastningen
Strømbærende baner kræver også særlig opmærksomhed. Banebredde, kobbertykkelse, temperaturstigning og strømstyrke hænger sammen, og en bane, der er tilstrækkelig til et digitalt signal, er ikke nødvendigvis egnet til flere ampere. I power-elektronik eller produkter med motorer, batterier og høj belastning dimensionerer vi derfor kobberbaner, vias og forbindelser efter den strøm og varmeudvikling, de faktisk skal håndtere.
Højfrekvente signaler og signalintegritet
Ved højfrekvente kredsløb kommer yderligere krav til. USB, Ethernet, hurtige memory interfaces, clocks, radiosignaler og andre højhastighedssignaler kan kræve kontrolleret impedans, differential pairs, bestemte banebredder, afstande og længdematching. Her spiller printets stack-up, materialer, kobbertykkelse og geometri direkte sammen med signalintegriteten. Et ellers korrekt schematic kan fungere dårligt, hvis layoutet ikke tager højde for disse forhold.
Produktion og test tænkes ind fra start
Produktion skal også tænkes ind, før printet er færdigt. Testpunkter, programmeringsinterfaces, fiducials, panelisering og adgang til kritiske signaler kan gøre en stor forskel senere. Hvis testmuligheder først overvejes efter layoutet er låst, kan produktionsprocessen blive unødigt manuel, langsom eller dyr. Derfor får vores produktion input til printdesignet, så test og montage kan udføres effektivt, når produktet går fra prototype til serieproduktion.
Professionelt PCB design i Altium Designer
Vi arbejder professionelt med PCB design og layout i Altium Designer. Det giver os et samlet miljø til schematic, komponentbiblioteker, PCB layout, design rules, impedanskrav, dokumentation og produktionsfiler. Men værktøjet er kun en del af løsningen. Det vigtigste er processen omkring designet og de tværfaglige input, der sikrer, at printet passer til hele produktet.
En integreret del af produktudviklingen
Hos Move ser vi derfor PCB design som en integreret del af produktudviklingen. Et godt print skal ikke bare forbinde komponenterne elektrisk. Det skal passe til softwaren, mekanikken, EMC-kravene, signalintegriteten, teststrategien og den produktion, der senere skal bygge produktet igen og igen.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er forskellen på schematic og PCB layout?
Schematic beskriver de elektriske forbindelser og funktioner i kredsløbet. PCB layout omsætter schematic til det fysiske print med komponentplacering, kobberbaner, dimensioner og lagstruktur.
Hvornår starter PCB layout?
Layout starter typisk først, når schematic er tilstrækkeligt afklaret, kritiske delkredsløb er valideret, og de vigtigste mekaniske og produktionsmæssige input er kendt.
Hvordan påvirker EMC PCB designet?
PCB-layoutet påvirker både, hvor meget elektromagnetisk støj produktet udsender, og hvor følsomt det er over for påvirkning udefra. Jordplaner, returstrømme, filtrering, afkobling og placering af interfaces er derfor vigtige designparametre.
Hvordan dimensioneres strømbærende baner?
Banebredde, kobbertykkelse, strøm og den tilladte temperaturstigning vurderes samlet. Ved høj strøm kan der være behov for brede kobberområder, flere vias eller en anden kobbertykkelse.
Hvad er vigtigt ved højfrekvente signaler?
Højhastighedssignaler kan kræve kontrolleret impedans, differential pairs, længdematching og en nøje defineret PCB stack-up. Det er afgørende for signalintegritet og stabil drift.
Hvorfor er software involveret i PCB design?
Fordi valg af MCU, CPU, memory og interfaces afhænger af softwarekravene. Hardware og embedded software skal derfor designes tæt sammen.
Kan I teste delkredsløb, før hele printet designes?
Ja. Vi bruger blandt andet development boards, evalueringskits og simple mock-ups til tidligt at validere usikre eller kritiske funktioner.
Hvorfor skal produktionen involveres i PCB design?
Produktionen kan give input til testpunkter, programmeringsinterfaces, montage og testfixturer. Det gør det lettere og mere kosteffektivt at teste hvert print senere i serieproduktionen.
Hvilket værktøj bruger I til PCB design?
Vi arbejder med Altium Designer til blandt andet schematic, PCB layout, designregler, impedanskrav, dokumentation og generering af produktionsgrundlag.
Skal vi gøre din idé til virkelighed?
Teknisk udvikling kræver mere end gode idéer — det kræver de rigtige kompetencer. Vi har samlet hardware, software og ingeniørekspertise under ét tag, så du kommer hurtigt og sikkert fra prototype til produktion.
Ræk ud til os →