Elektronisches Design - PCB Design Prozess der 6-Schicht PCB Leiterplatte

PCB Design Prozess der 6-Schicht PCB Leiterplatte

SMT-Chipverarbeitungshersteller stellen im Detail den PCB-Designprozess der Leiterplatte und die Probleme vor, die beachtet werden sollten. Im Designprozess werden verschiedene Layoutprinzipien für gemeinsame Komponenten und einige spezielle Komponenten übernommen; Vergleichen Sie die Vor- und Nachteile der manuellen Verdrahtung, der automatischen Verdrahtung und der interaktiven Verdrahtung; Einführung von Leiterplattenschaltungen und Methoden zur Verringerung von Interferenzen zwischen Schaltungen Verwandte Maßnahmen. Wenn Sie persönliche Designerfahrung kombinieren, nehmen Sie das PCB-Design einer ARM-basierten, autonomen mobilen eingebetteten Systemkernplatine als Beispiel, stellen Sie kurz den PCB-Designprozess der vierlagigen Leiterplatte und verwandte Probleme vor, die beachtet werden sollten.

Leiterplatten (Leiterplatten) spielen eine Rolle bei der Unterstützung von Schaltungselementen und Geräten in elektronischen Produkten und stellen gleichzeitig elektrische Verbindungen zwischen Schaltungselementen und Geräten zur Verfügung. Tatsächlich geht es beim Design von Leiterplatten nicht nur darum, die Komponenten anzuordnen und zu befestigen, sondern auch die Pins, die die Komponenten verbinden, sind so einfach. Seine Qualität hat einen großen Einfluss auf die Störfestigkeit des Produkts. Sie spielt sogar eine entscheidende Rolle für die Performance zukünftiger Produkte. Mit der schnellen Entwicklung der elektronischen Technologie sind die Abmessungen von Komponenten und Produkten immer kleiner geworden, und die Arbeitsfrequenz ist immer höher geworden, was die Dichte der Komponenten auf der Leiterplatte erheblich erhöht, was auch die Schwierigkeit des Leiterplattendesigns und der Verarbeitung erhöht. Daher kann gesagt werden, dass PCB-Design immer einer der wichtigsten Inhalte bei der Entwicklung und Gestaltung elektronischer Produkte ist. 1 Layout Das sogenannte Layout besteht darin, alle Komponenten im Schaltplan rational auf einer Leiterplatte mit begrenzter Fläche anzuordnen. Aus Signalsicht gibt es hauptsächlich drei Arten von digitalen Signalplatinen, analogen Signalplatinen und gemischten Signalplatinen. Beim Entwurf einer Mixed-Signal-Leiterplatte müssen wir sorgfältig prüfen und die Komponenten von Hand auf der Leiterplatte platzieren, um die digitalen und analogen Komponenten zu trennen.

Bei der Anordnung des Leiterplattenlayouts ist das kritischste Problem: Schalter, Tasten, Knöpfe und andere Bedienteile und Strukturteile (bezeichnet als "spezielle Komponenten") usw., müssen im Voraus an bestimmten (geeigneten) Positionen angeordnet werden. Nach dem Platzieren können Sie die Eigenschaften der Komponenten festlegen und das Element LOCK auswählen, so dass Sie vermeiden können, sie versehentlich in Zukunft zu verschieben; und für die Platzierung anderer Komponenten müssen Sie die Verdrahtungslayoutrate und die beste elektrische Leistung berücksichtigen. Optimierung und viele Faktoren wie zukünftige Produktionstechnik und Kosten. Die sogenannte "Balance" ist oft eine Herausforderung für das Niveau und die Erfahrung des Designpersonals.

Das Layoutprinzip von Sonderbauteilen

1. Die Verkabelung zwischen Komponenten sollte so weit wie möglich verkürzt werden und versuchen, ihre Verteilungsparameter und gegenseitige elektromagnetische Störungen zu reduzieren. Die Komponenten, die anfällig für elektromagnetische Störungen sind, sollten nicht zu nah beieinander platziert werden, und die Ein- und Ausgangskomponenten sollten so weit wie möglich voneinander entfernt sein.

2.There kann ein hoher Potentialunterschied zwischen einigen Komponenten oder Drähten sein, so dass der Abstand zwischen ihnen erhöht werden sollte, um versehentliche Kurzschlüsse zu vermeiden, die durch Entladung verursacht werden; Gleichzeitig sollten aus Sicherheitssicht Komponenten mit Hochspannung so weit wie möglich an einem Ort angeordnet sein, der beim Debuggen nicht leicht zu erreichen ist.

3.For große Geräte mit einer Masse von mehr als 15g, sollten sie mit Klammern vor dem Schweißen befestigt werden. Diese großen, schweren und wärmeerzeugenden Komponenten sollten nicht auf der Leiterplatte montiert werden, sondern auf der Chassis-Bodenplatte der gesamten Maschine montiert werden; und das Wärmeableitungsproblem sollte berücksichtigt werden. Mit Ausnahme von temperaturgeschützten Geräten).

4. Für das Layout von justierbaren Komponenten wie einstellbaren Potentiometern, Induktoren, variablen Kondensatoren und Mikroschaltern sollten die strukturellen Anforderungen der gesamten Maschine berücksichtigt werden. Wenn es innerhalb der Maschine eingestellt wird, sollte es auf der Leiterplatte platziert werden, wo es für die Einstellung bequem ist; Wenn er außerhalb der Maschine eingestellt wird, sollte seine Position an die Position des Verstellknopfes auf der Chassisplatte angepasst werden.

Das Layout gängiger Komponenten

1. Ordnen Sie die Position jeder Schaltungseinheit entsprechend dem Schaltungsfluss an, so dass das Layout für die Signalzirkulation geeignet ist, und versuchen Sie, das Signal in der gleichen Richtung zu halten.

2. Nehmen Sie die Kernkomponente jeder Funktionsschaltung als Zentrum und legen Sie sie um. Die Komponenten sollten gleichmäßig, sauber und kompakt auf der Leiterplatte angeordnet sein. Minimieren und verkürzen Sie die Leitungen und Verbindungen zwischen Geräten.

3.Für Schaltungen, die mit hohen Frequenzen arbeiten, müssen die verteilten Parameter zwischen den Komponenten berücksichtigt werden. Unter normalen Umständen sollte die Schaltung so weit wie möglich parallel angeordnet werden, kann nicht nur den schönen Effekt erzielen, sondern auch einfach zu installieren Schweißen und Massenproduktion.

4.Die Komponenten, die sich am Rand der Leiterplatte befinden, sind im Allgemeinen nicht weniger als 2mm vom Rand der Leiterplatte entfernt; Die beste Form der Leiterplatte ist rechteckig, und ihr Seitenverhältnis kann 3:2 oder 4:3 sein. Wenn die Größe der Leiterplatte größer als 200mm*150mm ist, sollte die mechanische Festigkeit der Leiterplatte berücksichtigt werden. Wenn im eigentlichen Designprozess die erforderliche Größe der Leiterplatte zu Beginn nicht bestimmt werden kann, kann das Design etwas größer sein. Nachdem die PCB-Designarbeiten abgeschlossen sind, können Sie Design-Board Shape-Redefine Board Shape in Protel DXP auswählen, um die ursprüngliche PCB richtig zu schneiden.

Darüber hinaus müssen Sie nach meiner tatsächlichen Arbeitserfahrung, wenn Sie einige Funktionen der vorhandenen Leiterplatte erweitern oder reduzieren möchten, eine neue Leiterplatte neu entwerfen. Im eigentlichen Layout können Sie auf das Layout auf dem Motherboard und manuell verweisen. Die Komponenten sind in geeigneten Positionen angeordnet; Während des Verdrahtungsprozesses werden Anpassungen an den tatsächlichen Bedarf vorgenommen, um die Verteilungsrate weiter zu verbessern.

Verdrahtung Verkabelung ist, alle Drähte gemäß dem schematischen Diagramm zu verbinden, indem Sie das Verdrahtungsdiagramm der Kupferfolie nach dem Layout einstellen. Offensichtlich beeinflusst der vernünftige Grad des Layouts direkt die Erfolgsrate der Verdrahtung. Daher ist es oft notwendig, geeignete Anpassungen am Layout während des gesamten Verdrahtungsprozesses vorzunehmen.Verdrahtungsdesign kann zweischichtige Verdrahtung und einschichtige Verdrahtung verwenden; Für extrem komplexe Konstruktionen können auch mehrschichtige Verdrahtungsschemata berücksichtigt werden.

Im PCB-Design ist die Verdrahtung ein wichtiger Schritt, um das Produktdesign abzuschließen. Es kann gesagt werden, dass alle vorherigen Vorbereitungen dafür gemacht sind. PCB-Verdrahtung umfasst einseitige Verdrahtung, doppelseitige Verdrahtung und mehrschichtige Verdrahtung. Es gibt zwei Arten des Routings: automatisches Routing und interaktives Routing.

Beim Leiterplattendesign möchten Designer oft in der Lage sein, automatisches Routing zu verwenden. Unter normalen Umständen ist es kein Problem, automatische Verdrahtung für reine digitale Signalplatinen (besonders niedriger Signalpegel und niedrige Leiterplattendichte) zu verwenden. Allerdings bei der Gestaltung von analogen Signalen. Wenn Mischsignal- oder Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten verwendet werden, wenn auch automatische Verdrahtung verwendet wird, können Probleme auftreten und können sogar ernsthafte Leistungsprobleme verursachen.

Derzeit, obwohl es bereits einige automatische Verdrahtungswerkzeuge gibt, die sehr leistungsstark sind, können sie normalerweise 100% der Verteilungsrate erreichen, aber das allgemeine Aussehen ist nicht sehr schön, manchmal ist die Verdrahtungsanordnung ungeordnet, und die Verdrahtung zwischen den beiden Stiften ist nicht der kürzeste (optimale) Weg. Bei Konstruktionen mit relativ komplizierten Schaltungen versuchen Sie bitte, keine automatische Verdrahtung vollständig zu verwenden. Es wird empfohlen, vor der Einführung des automatischen Routings zunächst eine interaktive Methode zu verwenden, um diese Leitungen mit strengen Anforderungen vorzuverdrahten. Gleichzeitig sollten die Kanten des Eingangs- und des Ausgangsends neben Parallelen vermieden werden, um Reflexionsstörungen zu vermeiden; Die Verkabelung von zwei benachbarten Schichten sollte senkrecht zueinander sein, und Parallelität ist anfällig für parasitäre Kopplung. Diese Einschränkung kann in den Verdrahtungsregeln hinzugefügt werden. Die Verteilungsrate des automatischen Routings hängt von einem guten Layout ab. Verdrahtungsregeln sollten im Voraus festgelegt werden, einschließlich der Anzahl der Biegungen, der Anzahl der Durchgänge und der Anzahl der Schritte.

Im Allgemeinen erkunden Sie zuerst die Stadtlinie, verbinden Sie schnell die kurze Linie zuerst; Führen Sie dann die Labyrinthverdrahtung durch, optimieren Sie zuerst den globalen Verdrahtungsweg der zu verlegenden Leitung, es kann die verlegte Leitung je nach Bedarf trennen und umleiten, um den Gesamteffekt zu verbessern. Während der manuellen Verdrahtung müssen einige allgemeine Designregeln befolgt werden, um die korrekte Umsetzung der Schaltung sicherzustellen: Versuchen Sie, die Erdungsebene als Stromschleife zu verwenden; Trennen Sie die analoge Masseebene von der digitalen Masseebene; Wenn die Masseebene durch die Signalleitung getrennt wird, dann die Masse zu reduzieren. Für die Störung der Stromschleife sollte die Signalspur senkrecht zur Erdungsebene sein; Die analoge Schaltung sollte so nah wie möglich an der Kante der Leiterplatte platziert werden, und die digitale Schaltung sollte so nah wie möglich am Stromanschlussende platziert werden. Dies wird getan, um den durch den digitalen Schalter verursachten di/dt-Effekt zu reduzieren.

PCB-Schaltungs- und Schaltungs-Antijamming-Maßnahmen Anti-jamming-Design hat eine enge Beziehung zu der spezifischen Schaltung, und es ist auch ein sehr kompliziertes technisches Problem. Hier sind einige kurze Einführungen basierend auf den Erfahrungen im PCB-Designprozess. 1. Das Design des Netzkabels. Entsprechend der Größe des Leiterplattenstroms, machen Sie die Breite der Stromleitung so dick wie möglich (in den Verdrahtungsentwurfsregeln können Sie neue Beschränkungsregeln für die Leitungsbreite der Stromleitung und der Erdungsleitung separat erstellen), reduzieren Sie den Schleifenwiderstand und achten Sie besonders auf die Stromleitung. Die Stromversorgungsrichtung des Erdungskabels ist der Übertragungsrichtung von Daten und Signalen entgegengesetzt, was zur Verbesserung der Rauschfestigkeit beiträgt. 2. Das Design des Erdungskabels. Der Erdungskabel ist sowohl ein spezieller Stromkabel als auch ein Signalkabel.

Zusätzlich zu den Designprinzipien des Netzkabels sollte es auch erreicht werden: digitale Masse und analoge Masse sollten getrennt werden; Wenn sich sowohl Logikschaltungen als auch Linearschaltungen auf der Leiterplatte befinden, sollten diese so weit wie möglich voneinander getrennt werden; Niederfrequenzschaltungen sollten so einfach wie möglich sein. Punkte sind parallel verbunden, und wenn es Schwierigkeiten bei der tatsächlichen Verdrahtung gibt, können sie teilweise in Reihe und dann parallel angeschlossen werden; Hochfrequenzschaltungen sollten in Reihe mit mehreren Punkten geschaltet werden. Der Erdungsdraht sollte kurz und dick sein.

Verwenden Sie netzartiges Kupfer um die Hochfrequenzkomponenten so weit wie möglich; Versuchen Sie, die Breite der Strom- und Erdungskabel zu erweitern. Es ist am besten, die Erdungskabel breiter als die Stromkabel zu machen. Die Beziehung zwischen ihren Breiten ist Erdungskabel>Stromdraht>Signaldraht.

Die Erdung des digitalen Schaltungssystems bildet einen geschlossenen Kreislauf, das heißt, bildet ein Erdungsnetzwerk, das die Rauschfestigkeit verbessern kann.

Digitalstrom sollte nicht durch analoge Geräte fließen, und Hochgeschwindigkeitsstrom sollte nicht durch Low-Speed-Geräte fließen. 5. Fügen Sie Entkopplungskondensatoren zwischen den Stromerdungskabeln hinzu, um die Störschutzfähigkeit des Stromkreises zu verbessern.