PCBA-Technologie - Sechs Grundprinzipien der KMU-Gestaltung

KMU-Design

1. Bauteillayout

Das Layout besteht darin, die Komponenten gleichmäßig und ordentlich auf der Leiterplatte gemäß den Anforderungen des elektrischen Schaltplans und den Abmessungen der Komponenten anzuordnen, und kann die mechanischen und elektrischen Leistungsanforderungen der gesamten Maschine erfüllen. Ob das Layout vernünftig ist oder nicht, beeinflusst nur die Leistung und Zuverlässigkeit der Leiterplattenmontage und die ganze Maschine, wirkt sich aber auch auf die Schwierigkeit der Leiterplatte und ihrer Montageverarbeitung und -wartung aus, Versuchen Sie also beim Layout folgendes zu tun:

Die Komponenten sind gleichmäßig verteilt, und die Komponenten desselben Einheitskreises sollten relativ konzentriert angeordnet sein, um Debugging und Wartung zu erleichtern;

Komponenten mit Verbindungen sollten relativ nah zueinander angeordnet sein, um die Verdrahtungsdichte zu erhöhen und den kürzesten Verdrahtungsabstand sicherzustellen;

Komponenten, die empfindlich auf Wärme reagieren, sollten weit weg von Komponenten angeordnet werden, die große Mengen Wärme erzeugen;

Die Komponenten, die elektromagnetische Störungen aufweisen können, sollten abgeschirmt oder isoliert sein.

2. Verdrahtungsvorschriften

Verdrahtung ist, gedruckte Drähte in Übereinstimmung mit dem elektrischen Schaltplan, dem Drahttisch und der erforderlichen Drahtbreite und -abstand auszulegen. Die Verkabelung sollte im Allgemeinen folgenden Regeln entsprechen:

Unter der Prämisse, die Anforderungen der Verwendung zu erfüllen, kann die Verdrahtung einfach und nicht kompliziert sein, und die Reihenfolge der Verdrahtungsmethode ist einlagig, doppelschichtig-mehrschichtig.

Das Kabellayout zwischen den beiden Verbindungsplatten sollte so kurz wie möglich sein, und empfindliche Signale und kleine Signale sollten zuerst gehen, um die Verzögerung und Interferenz kleiner Signale zu reduzieren. Erdungskabelabschirmung sollte neben der Eingangsleitung der analogen Schaltung verlegt werden; Die Verdrahtung der gleichen Schicht sollte gleichmäßig verteilt sein; Der leitfähige Bereich auf jeder Schicht sollte relativ ausgeglichen sein, um ein Verformen der Platine zu verhindern.

Beim Ändern der Richtung der Signalleitung sollte sie schräg oder glatt sein, und der Krümmungsradius sollte größer sein, um elektrische Feldkonzentration, Signalreflexion und zusätzliche Impedanz zu vermeiden.

Die Verdrahtung der digitalen Schaltung und der analogen Schaltung sollte getrennt werden, um gegenseitige Störungen zu vermeiden. Wenn sie auf derselben Schicht liegen, sollten die Drähte des Erdungssystems und des Stromsystems der beiden Schaltkreise getrennt verlegt werden, und die Signaldrähte unterschiedlicher Frequenzen sollten durch Verlegen von Erddrähten getrennt werden., Um Übersprechen zu vermeiden. Zur Bequemlichkeit der Prüfung sollten notwendige Bruch- und Prüfpunkte im Design festgelegt werden.

Wenn Schaltungskomponenten geerdet und mit Strom verbunden sind, sollten die Leiterbahnen so kurz wie möglich und so nah wie möglich sein, um den Innenwiderstand zu verringern.

Die oberen und unteren Schichten sollten senkrecht zueinander stehen, um die Kopplung zu reduzieren, und die oberen und unteren Spuren sollten nicht ausgerichtet oder parallel sein.

Die Längen mehrerer I/O-Leitungen von Hochgeschwindigkeitsschaltungen und der IO-Leitungen von Schaltungen wie Differenzverstärkern und symmetrischen Verstärkern sollten gleich sein, um unnötige Verzögerungen oder Phasenverschiebungen zu vermeiden.

Wenn das Pad mit einem größeren leitfähigen Bereich verbunden ist, sollte ein dünner Draht mit einer Länge von nicht weniger als 0,5mm zur Wärmeisolierung verwendet werden, und die Breite des dünnen Drahtes sollte nicht kleiner als 0,13mm sein.

Der Draht, der der Kante der Platine am nächsten ist, sollte mehr als 5mm von der Kante der Platine entfernt sein, und der Erdungsdraht kann bei Bedarf nahe an der Kante der Platine sein. Soll die Führungsschiene während der Verarbeitung der Leiterplatte eingesetzt werden, so muss der Abstand zwischen dem Draht und der Kante der Leiterplatte mindestens größer sein als die Tiefe der Führungsnut.

Die gemeinsamen Strom- und Erdungskabel auf der beidseitigen Platine sollten so nah wie möglich an der Kante der Platine geführt und auf der Oberfläche der Platine verteilt werden. Die Mehrschichtplatte kann mit einer Leistungsschicht und einer Masseschicht auf der inneren Schicht versehen werden und mit den Strom- und Massedrähten jeder Schicht durch metallisierte Löcher verbunden werden. Haftkraft zwischen Schichten von mehrschichtigen Brettern.

3. Drahtbreite

Die Breite des bedruckten Drahtes wird durch den Laststrom des Drahtes, den zulässigen Temperaturanstieg und die Haftung der Kupferfolie bestimmt. Im Allgemeinen ist die Drahtbreite der Leiterplatte nicht kleiner als 0.2mm, und die Stärke ist mehr als 18μm. Je dünner der Draht, desto schwieriger ist er zu verarbeiten. Daher sollte, wenn der Verdrahtungsraum es zulässt, ein breiterer Draht entsprechend ausgewählt werden. Die allgemeinen Gestaltungsgrundsätze lauten wie folgt:

Die Dicke der Signalleitung sollte die gleiche sein, was für die Impedanzanpassung vorteilhaft ist. Im Allgemeinen ist die empfohlene Linienbreite 0.2~0.3mm (812mil). Für die Stromerdungsleitung gilt, je größer der Verdrahtungsbereich, desto besser Interferenzen zu reduzieren. Es ist am besten, das Hochfrequenzsignal mit einem Erdungskabel abzuschirmen, was den Übertragungseffekt verbessern kann.

In Hochgeschwindigkeits- und Mikrowellenschaltungen wird die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung angegeben. Zu diesem Zeitpunkt sollten die Breite und Dicke des Drahtes die charakteristischen Impedanzanforderungen erfüllen.

Bei der Auslegung von Hochleistungsschaltungen sollte auch die Leistungsdichte berücksichtigt werden. Zu diesem Zeitpunkt sollten Linienbreite, Dicke und Isolationsleistung zwischen Linien berücksichtigt werden. Wenn es sich um einen Innenleiter handelt, beträgt die zulässige Stromdichte etwa die Hälfte der des Außenleiters.

4. Bedruckte Drahtabstände

Der Isolationswiderstand zwischen den Leitern auf der Oberfläche der Leiterplatte wird durch den Abstand der Leiter, die Länge der parallelen Abschnitte benachbarter Leiter und das Isoliermedium (einschließlich des Grundmaterials und der Luft) bestimmt. Wenn der Verdrahtungsraum es zulässt, sollte der Abstand der Leiter entsprechend erhöht werden.

5. Auswahl der Komponenten

Bei der Auswahl der Komponenten sollte der tatsächliche Bereich der Leiterplatte, und möglichst konventionelle Komponenten verwenden. Verfolgen Sie nicht blind kleinformatige Komponenten, um steigende Kosten zu vermeiden. IC-Geräte sollten auf die Stiftform und den Stiftabstand achten. QFPs mit einem Stiftabstand von weniger als 0.5mm sollte sorgfältig geprüft werden. Es ist besser, direkt BGA verpackte Geräte zu wählen. Darüber hinaus, die Verpackungsform der Bauteile, Endelektrodengröße, Lötbarkeit, Gerätezuverlässigkeit, temperature tolerance (such as whether it can meet the needs of lead-free soldering) should be considered.

Nach Auswahl der Komponenten muss eine Datenbank von Komponenten aufgebaut werden, die relevante Informationen wie Einbaumaße, Stiftabmessungen und Hersteller enthält.

6. Auswahl des PCB-Substrats

The substrate should be selected according to the use conditions and mechanical and electrical performance requirements of the PCB; the number of copper-clad surfaces of the substrate (single-sided, double-sided or multi-layer board) should be determined according to the printed board structure; according to the size of the printed board, Die Einheitsfläche trägt die Masse der Bauteile und bestimmt die Dicke der Substratplatte. Die Kosten für verschiedene Arten von Materialien variieren stark. Folgende Faktoren sollten bei der Auswahl eines PCB-Substrat

Anforderungen an die elektrische Leistung;

Faktoren wie Tg, CTE, Ebenheit und die Fähigkeit der Lochmetallisierung;

Der Preisfaktor.