Elektronisches Design - Geniale Techniken für PCB-Layout

PCB (edCircuitBoard), der chinesische Name ist Leiterplatte, auch bekannt als Leiterplatte, Leiterplatte, ist eine wichtige elektronische Komponente, eine Unterstützung für elektronische Komponenten und ein Anbieter von elektrischen Verbindungen für elektronische Komponenten. Da es durch elektronischen Druck hergestellt wird, wird es eine "gedruckte" Leiterplatte genannt.

Da die Anforderungen an die Leiterplattengröße immer kleiner werden, Anforderungen an die Gerätedichte werden immer höher, und PCB-Design wird immer schwieriger. Wie man ein High erreicht Leiterplattenlayout die Entwurfszeit zu beschleunigen und zu verkürzen, Hier spricht der Autor über die Design-Fähigkeiten der PCB-Planung, Layout und Verkabelung.

Vor Beginn der Verdrahtung sollte das Design sorgfältig analysiert und die Werkzeugsoftware sorgfältig eingestellt werden, wodurch das Design den Anforderungen besser entspricht.

1. Bestimmen Sie die Anzahl der Schichten der Leiterplatte

Die Größe der Leiterplatte und die Anzahl der Verdrahtungsschichten müssen in der Anfangsphase des Entwurfs bestimmt werden. Die Anzahl der Verdrahtungsschichten und das STack-up-Verfahren beeinflussen direkt die Verdrahtung und Impedanz der gedruckten Leitungen. Die Größe der Platte hilft, die Stapelmethode und die Breite der gedruckten Linie zu bestimmen, um den gewünschten Designeffekt zu erzielen. Derzeit ist der Kostenunterschied zwischen Mehrschichtplatinen sehr klein, und es ist besser, mehr Schaltungsschichten zu verwenden und die Kupferverteilung zu Beginn des Designs gleichmäßig zu machen.

2. Konstruktionsvorschriften und -beschränkungen

Um die Verdrahtungsaufgabe erfolgreich abzuschließen, müssen Verdrahtungswerkzeuge nach den richtigen Regeln und Einschränkungen arbeiten. Um alle Signalleitungen mit speziellen Anforderungen zu klassifizieren, sollte jede Signalklasse eine Priorität haben. Je höher die Priorität, desto strenger die Regeln. Die Regeln betreffen die Breite der gedruckten Linien, die maximale Anzahl der Durchkontaktierungen, den Grad der Parallelität, den gegenseitigen Einfluss zwischen den Signalleitungen und die Begrenzung der Schichten. Diese Regeln haben einen großen Einfluss auf die Leistung des Verdrahtungswerkzeugs.

Die sorgfältige Berücksichtigung der Konstruktionsanforderungen ist ein wichtiger Schritt für eine erfolgreiche Verdrahtung.

3. Das Layout der Komponenten

Im optimalen Montageprozess setzen DFM-Regeln (Design for Manufacturability) Einschränkungen beim Bauteillayout ein. Wenn die Montageabteilung die Komponenten bewegen lässt, kann der Schaltkreis entsprechend optimiert werden, was für die automatische Verdrahtung bequemer ist. Die definierten Regeln und Einschränkungen beeinflussen das Layout-Design. Das automatische Verdrahtungswerkzeug berücksichtigt jeweils nur ein Signal. Durch Festlegen der Verdrahtungsbeschränkungen und Festlegen der Schicht der Signalleitung kann das Verdrahtungswerkzeug die Verdrahtung so abschließen, wie es sich der Designer vorgestellt hat.

Zum Beispiel für das Layout des Netzkabels:

In der Leiterplattenlayout, Die Entkopplungsschaltung der Stromversorgung sollte in der Nähe der relevanten Schaltkreise ausgelegt sein, statt im Netzteilteil platziert, sonst wird es nicht nur den Bypass-Effekt beeinflussen, aber auch pulsierender Strom fließt auf der Stromleitung und der Erdungsleitung, Störungen verursachen;

Für die Richtung der Stromversorgung innerhalb des Schaltkreises sollte Strom von der Endstufe zur vorherigen Stufe geliefert werden, und der Stromversorgungsfilterkondensator dieses Teils sollte in der Nähe der Endstufe angeordnet sein;

Für einige Hauptstromkanäle, wie Trennen oder Messen von Strom während des Debugging und Tests, sollten Stromlücken auf den gedruckten Drähten während des Layouts angeordnet werden.

Darüber hinaus ist zu beachten, dass die geregelte Stromversorgung während des Layouts möglichst auf einer separaten Leiterplatte angeordnet werden sollte. Wenn die Stromversorgung und die Schaltung eine Leiterplatte teilen, sollte im Layout vermieden werden, dass die stabilisierte Stromversorgung und die Schaltungskomponenten gemischt werden oder die Stromversorgung und die Schaltung den Erdungskabel teilen.

Da diese Art der Verkabelung nicht nur leicht zu Störungen führt, sondern auch die Last während der Wartung nicht trennen kann, kann nur ein Teil der gedruckten Drähte geschnitten werden, wodurch die Leiterplatte beschädigt wird.

4. Auslegung des Lüfters

In der Fan-Out-Designphase sollte jeder Pin des PCB-Oberflächenmontagegerätes mindestens ein Durchgangs haben, so dass die Leiterplatte, wenn mehr Anschlüsse benötigt werden, interne Verbindungen, Online-Tests und Schaltungswiederaufbereitung durchführen kann.

Um die Effizienz des automatischen Routing-Werkzeugs zu maximieren, müssen die größte Durchgangsgröße und Drucklinie so weit wie möglich verwendet werden, und das Intervall ist idealerweise auf 50mil eingestellt. Verwenden Sie den via-Typ, der die Anzahl der Routingpfade maximiert. Nach sorgfältiger Überlegung und Vorhersage kann das Design des Schaltungs-Online-Tests in der Anfangsphase des Entwurfs durchgeführt und in der späteren Phase des Produktionsprozesses realisiert werden.

Bestimmen Sie den Durchlüftertyp entsprechend dem Verdrahtungsweg und der Schaltung Online-Prüfung. Die Stromversorgung und Erdung beeinflussen auch das Verdrahtungs- und Lüfterausgangsdesign.

5. Manuelle Verdrahtung und Verarbeitung von Schlüsselsignalen

Manuelle Verdrahtung ist ein wichtiger Prozess des Leiterplattendesigns jetzt und in der Zukunft. Die Verwendung von manueller Verdrahtung hilft automatischen Verdrahtungswerkzeugen, die Verdrahtungsarbeiten abzuschließen.

Durch manuelles Routing und Fixieren des ausgewählten Netzwerks (Netz) kann ein Pfad gebildet werden, der für das automatische Routing verwendet werden kann.

Die Schlüsselsignale werden zuerst verdrahtet, entweder manuell oder in Kombination mit automatischen Verdrahtungswerkzeugen. Nachdem die Verkabelung abgeschlossen ist, überprüft das zuständige Ingenieur- und technisches Personal die Signalverkabelung. Nachdem die Inspektion bestanden ist, werden die Drähte befestigt, und dann werden die verbleibenden Signale automatisch verdrahtet.

Aufgrund der Existenz von Impedanz im Erdungskabel bringt es allgemeine Impedanzstörungen in die Schaltung. Verbinden Sie daher während der Verdrahtung keine Punkte mit einem Erdungssymbol beliebig, was zu einer schädlichen Kopplung führen und den Betrieb des Stromkreises beeinträchtigen kann.

Bei höheren Frequenzen ist die Induktivität des Drahtes mehrere Größenordnungen größer als der Widerstand des Drahtes selbst. Selbst wenn nur ein kleiner Hochfrequenzstrom durch den Draht fließt, tritt zu diesem Zeitpunkt ein bestimmter Hochfrequenzspannungsabfall auf. Daher sollte für Hochfrequenzschaltungen das PCB-Layout so kompakt wie möglich angeordnet sein, und die gedruckten Drähte sollten so kurz wie möglich sein.

Es gibt gegenseitige Induktivität und Kapazität zwischen den gedruckten Drähten. Wenn die Arbeitsfrequenz groß ist, verursacht sie Störungen zu anderen Teilen, die parasitäre Kupplungsstörung genannt wird. Die Unterdrückungsmethoden, die angewendet werden können, sind:

Versuchen Sie, das Signal-Routing zwischen allen Ebenen zu verkürzen;

Ordnen Sie alle Ebenen der Schaltungen in der Reihenfolge der Signale an, um zu vermeiden, dass jede Ebene der Signalleitungen überschritten wird;

Die Drähte von zwei benachbarten Platten sollten senkrecht oder quer, nicht parallel sein;

Wenn Signaldrähte parallel in der Platine verlegt werden sollen, sollten diese Drähte durch einen bestimmten Abstand so weit wie möglich getrennt oder durch Massedrähte und Stromdrähte getrennt werden, um den Zweck der Abschirmung zu erreichen.

6. Automatische Verkabelung

Die Verdrahtung von Schlüsselsignalen muss die Steuerung einiger elektrischer Parameter während der Leiterplattenverdrahtung, wie Verringerung der verteilten Induktivität, etc. After understanding die input parameters of the automatic wiring tool and the impact of input parameters on the wiring, die Qualität der automatischen Verdrahtung kann bis zu einem gewissen Grad sein. Garantiert.

Bei der automatischen Weiterleitung von Signalen sollten allgemeine Regeln verwendet werden. Durch Festlegen von Einschränkungen und Verboten von Verdrahtungsbereichen, um die von einem bestimmten Signal verwendeten Schichten und die Anzahl der verwendeten Durchkontaktierungen zu begrenzen, kann das Verdrahtungswerkzeug die Drähte automatisch nach den Entwurfsideen des Ingenieurs leiten. Nach dem Setzen der Einschränkungen und Anwenden der erstellten Regeln wird das automatische Routing Ergebnisse erzielen, die den Erwartungen ähneln. Nachdem ein Teil des Entwurfs abgeschlossen ist, wird er behoben, um zu verhindern, dass er durch den nachfolgenden Routingprozess beeinträchtigt wird.

Die Anzahl der Verkabelungen hängt von der Komplexität der Schaltung und der Anzahl der definierten allgemeinen Regeln ab. Heutige automatische Verdrahtungswerkzeuge sind sehr leistungsstark und können in der Regel 100% der Verdrahtung vervollständigen. Wenn das automatische Verdrahtungswerkzeug jedoch nicht die gesamte Signalverdrahtung abgeschlossen hat, ist es notwendig, die verbleibenden Signale manuell zu routen.

7. Anordnung der Verkabelung

Für einige Signale mit wenigen Einschränkungen ist die Verdrahtungslänge sehr lang. Zu diesem Zeitpunkt können Sie zuerst feststellen, welche Verkabelung vernünftig und welche Verkabelung unangemessen ist, und dann manuell bearbeiten, um die Signalverkabelungslänge zu verkürzen und die Anzahl der Durchkontaktierungen zu reduzieren.