Leiterplattentechnisch - Wie man Hochfrequenz-Leiterplatte entwirft

Wie man gestaltet Hochfrequenz-Leiterplatte

SMT-Leiterplatte ist eine der unverzichtbaren Komponenten in der Oberflächenmontage. SMT-Leiterplatte ist die Unterstützung von Schaltungskomponenten und Geräten in elektronischen Produkten. Es realisiert die elektrische Verbindung zwischen Schaltungskomponenten und Geräten. Mit der Entwicklung der elektronischen Technologie werden Leiterplatten kleiner und dichter, und Leiterplatten nehmen zu. Daher müssen Leiterplatten ein immer höheres Gesamtlayout, Antiblockierfähigkeit, Prozess und Herstellbarkeit haben.

Die wichtigsten Schritte des Hochfrequenz-LeiterplattenDesigns

1: Zeichnen Sie ein schematisches Diagramm.

2: Erstellung der Komponentenbibliothek.

3: Stellen Sie die Netzwerkverbindungsbeziehung zwischen dem Schaltplan und den Komponenten auf der Leiterplatte her.

4: Verkabelung und Anordnung.

5: Erstellen PCB Produktionsnutzungsdaten und Produktionsnutzungsdaten für Etiketten.

Die folgenden Probleme sollten beim Design von Hochfrequenz-Leiterplatten berücksichtigt werden:

1. Stellen Sie sicher, dass die Schaltplan-Elementgrafiken mit den tatsächlichen Objekten übereinstimmen und dass die Netzwerkverbindungen im Schaltplan korrekt sind.

2. Das Design der Hochfrequenz-Leiterplatte berücksichtigt nicht nur die Netzwerkverbindungsbeziehung des Schaltplans, sondern auch einige Anfürderungen der Schaltungstechnik. Die Anforderungen der Schaltungstechnik umfassen hauptsächlich die Breite des Netzkabels, des Erdungskabels und einiger anderer Drähte, die Verbindung von Leitungen, die Hochfrequenzeigenschaften einiger Komponenten, die Impedanz und die Störfestigkeit von Komponenten usw.

3. Installationsanforderungen des gesamten Hochfrequenz-Leiterplattensystems, hauptsächlich unter Berücksichtigung von Installationslöchern, Stecker, Positionierlöchern, Referenzpunkten usw., um die Anforderungen, die Platzierung und genaue Installation verschiedener Komponenten an der vorgeschriebenen Stelle gleichzeitig zu erfüllen, um Installation, Systemdebugging, Lüftung und Kühlung zu erleichtern.

4. Für die Herstellbarkeit der Hochfrequenz-Leiterplatte und ihrer technologischen Anforderungen ist es notwendig, mit den Konstruktionsspezifikationen vertraut zu sein und die Anforderungen des Produktionsprozesses zu erfüllen, damit die entworfene Hochfrequenz-Leiterplatte reibungslos hergestellt werden kann.

5. Berücksichtigen Sie, dass die Komponenten in der Produktion einfach zu installieren, zu debuggen und zu reparieren sind, und gleichzeitig sollten die Grafiken, Klebepads, durch Löcher auf Hochfrequenz-Leiterplatte standardisiert werden, um sicherzustellen, dass die Komponenten nicht miteinander kollidieren und einfach zu installieren sind.

6. Der Zweck des Entwurfs von Hochfrequenz-Leiterplatten besteht hauptsächlich darin, anzuwenden, daher sollten wir seine Praktikabilität und Zuverlässigkeit berücksichtigen und gleichzeitig die Schicht und den Bereich der Hochfrequenz-Leiterplatte reduzieren, um Kosten zu senken. Entsprechend größere Pads, Pässe und Pässe tragen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit bei, reduzieren Pässe, optimieren Routen und machen sie kompakt, gleichmäßig und konsistent. Machen Sie das Gesamtlayout des Panels schöner.

Um den gewünschten Zweck der Leiterplatte zu erreichen, spielen das Gesamtlayout der Hochfrequenz-Leiterplatte und die Platzierung von Komponenten eine Schlüsselrolle, die direkt die Installation, Zuverlässigkeit, Belüftung und Kühlung und die Geradheit der Verkabelung der gesamten Leiterplatte beeinflusst.

Außenmaße von Leiterplatten haben Vorrang. Wenn die Leiterplattengröße zu groß ist, sind gedruckte Leitungen lang, die Impedanz steigt, der Rauschwiderstand sinkt, die Kosten steigen, die Wärmeableitung ist schlecht und benachbarte Leitungen sind anfällig für Interferenzen. Daher wird zuerst eine angemessene Positionierung der Leiterplattengröße und -form gegeben. Um die Position der speziellen Elemente und der Einheitsschaltung zu bestimmen, sollte der gesamte Schaltkreis in mehrere Einheitsschaltungen oder Module entsprechend dem Fluss der Schaltung unterteilt und auf die Kernkomponenten jeder Einheitsschaltung (wie integrierte Schaltungen) zentriert werden. Die anderen Komponenten sollten in einer bestimmten Reihenfolge gleichmäßig, sauber und kompakt auf der Leiterplatte angeordnet sein, aber nicht zu nah an diesen großen Elementen und in einem bestimmten Abstand. Achten Sie insbesondere bei größeren, höheren Bauteilen auf einen gewissen Abstand, um beim Schweißen und Reparieren zu helfen. Bei integrierten Schaltungen mit hoher Leistung sollte der Farbkühlkörper berücksichtigt werden, und genug Platz sollte dafür gelassen und in der gut belüfteten und kühlen Position der Leiterplatte platziert werden. Überkonzentriere dich auch nicht. Mehrere große Komponenten sollten in einem bestimmten Abstand auf derselben Platine platziert werden, und in Richtung von 45-Winkeln sollten kleinere integrierte Schaltungen wie SOP entlang der Achse angeordnet sein, und widerstandsfähige kapazitive Komponenten sollten vertikal und axial angeordnet sein, die alle relativ zur Übertragungsrichtung des Leiterplattenprozesses sind. Dadurch lassen sich die Bauteile regelmäßig anordnen, wodurch Fehler beim Schweißen reduziert werden. Leuchtdioden für die Anzeige sollten am Rand der Leiterplatte platziert werden, da sie zur Beobachtung während der Anwendung verwendet werden.

Einige Schalter, Feinabstimmungselemente usw. sollten an einem leicht zu bedienenden Ort platziert werden. Verteilungsparameter zwischen Komponenten sollten in demselben Frequenzkreis berücksichtigt werden. Verteilungsparameter zwischen Komponenten sollten in der allgemeinen Hochfrequenzschaltung berücksichtigt werden. Der allgemeine Schaltkreis sollte die Komponenten so parallel wie möglich anordnen, was nicht nur schön ist, sondern auch einfach zu installieren und zu schweißen und auch einfach zu produzieren ist. Bauteile, die sich am Rand der Leiterplatte befinden, müssen 3-5cm von der Kante entfernt sein. Der Wärmeausdehnungskoeffizient, die Wärmeleitfähigkeit, die Wärmebeständigkeit und die Biegefestigkeit von Leiterplatten sollten berücksichtigt werden, um negative Auswirkungen auf Komponenten oder Leiterplatten in der Produktion zu vermeiden.

Nachdem Sie die Position und Fürm der Komponenten auf der Leiterplatte bestimmt haben, betrachten Sie die Verdrahtung der Leiterplatte.

Bei der Position des Elements ist es ein Prinzip, die Leiterplatte entsprechend der Position des Elements so kurz wie möglich zu führen. Kurze Route, geringe Belegung von Kanälen und Fläche, so dass die Straight-Through Rate höher ist. Die Drähte an den Ein- und Ausgangsenden der Leiterplatte sollten versuchen, benachbarte parallele Leitungen zu vermeiden, vorzugsweise mit Masseleitungen zwischen den beiden Leitungen. Um eine Rückkopplung des Schaltkreises zu vermeiden. Wenn die Leiterplatte eine mehrschichtige Platine ist, unterscheidet sich die Richtung der Signalleitung jeder Schicht von der der benachbarten Schichten. Für einige wichtige Signalleitungen sollte mit dem LeitungsDesigner vereinbart werden, dass die speziell differenzierten Signalleitungen paarweise verlaufen, versuchen, sie parallel zu halten, nah beieinander und haben wenig Längenunterschied. Alle Komponenten auf der Leiterplatte minimieren und verkürzen die Drähte und Verbindungen zwischen Komponenten. Die minimale Breite der Drähte in der Leiterplatte wird hauptsächlich durch die Haftfestigkeit zwischen den Drähten und dem Isolierschichtsubstrat und den Stromwert durch sie bestimmt. Wenn die Kupferfoliendicke 0.05mm und die Breite 1-1.5mm ist, ist die Temperatur nicht höher als 3 Grad durch 2A Strom. Breite von 1.5mm Leitung kann die Anforderungen erfüllen, für integrierte Schaltungen, insbesondere digitale Schaltungen, normalerweise 0.02-0.03mm wird ausgewählt. Natürlich verwenden wir so lange wie möglich möglichst breite Drähte, insbesondere Strom- und Erdungsdrähte auf Leiterplatten, und der minimale Abstand der Drähte wird hauptsächlich durch den schlimmsten Interline-Isolationswiderstand und die Durchschlagsspannung bestimmt. Bei einigen integrierten Schaltungen (IC) kann der Abstand unter 5-8mm aus Prozesssicht liegen. Druckführungen haben in der Regel die kleinsten Bögen in Kurven und vermeiden Strecken, die weniger als 90° biegen. Im Allgemeinen sollte die Verdrahtung der Leiterplatte einheitlich, kompakt und konsistent sein. Vermeiden Sie die Verwendung einer großen Fläche von Kupferfolie im Kreislauf so weit wie möglich, da sonst, wenn Wärme während des Gebrauchs zu lange erzeugt wird, die Ausdehnung und das Abscheiden der Kupferfolie leicht auftreten. Wenn große Fläche von Kupferfolie verwendet werden muss, kann Gitterdraht verwendet werden. Der Anschluss des Drahtes ist das Pad. Das Mittelloch des Pads ist größer als der Bleidurchmesser des Geräts. Wenn das Pad zu groß ist, ist es einfach, virtuelles Schweißen zu bilden. Der Außendurchmesser des Pads D ist normalerweise nicht kleiner als (d+1,2) mm, wobei D die Blende ist. Für einige Komponenten mit höherer Dichte ist der Mindestdurchmesser des Pads vorzuziehen (d+1.0) mm. Nachdem das Design des Pads abgeschlossen ist, sollte der Formrahmen des Geräts um das Pad der Leiterplatte gezeichnet werden, und die Wörter und Zeichen sollten gleichzeitig markiert werden. Normale Text- oder Rahmenhöhe sollte etwa 0,9 mm betragen, Linienbreite sollte etwa 0,2 mm betragen und nicht die Text- und Zeichenkonturen auf dem Pad drücken. Wenn es sich um ein Doppeldeck handelt, sollten die unteren Zeichen das Etikett spiegeln.

Damit das entworfene Produkt besser und effektiv funktioniert, muss die Antiblockierfähigkeit der Leiterplatte im Design berücksichtigt werden und ist eng mit der spezifischen Schaltung verbunden.

Das Design von Netzkabel und Erdungskabel in der Leiterplatte ist besonders wichtig. Je nach Größe des Stroms, der durch die Leiterplatte fließt, erhöhen Sie die Breite des Stromkabels so weit wie möglich, um den Widerstand der Schleife zu verringern, und halten Sie das Stromkabel in Linie mit der Leitungsrichtung und der Richtung der Datenübertragung. Es hilft, die Anti-Rausch-Fähigkeit der Schaltung zu verbessern. Es gibt sowohl logische als auch lineare Schaltungen auf der Leiterplatte, um sie so weit wie möglich zu trennen. Niederfrequenzschaltungen können in Einpunkt-Parallelschaltung geerdet werden. Die tatsächliche Verdrahtung kann Teile in Reihe und dann parallel verbinden. Hochfrequenzschaltungen können in Mehrpunkt-Reihenschaltung geerdet werden. Der Erdungsdraht sollte kurz und dick sein. Für Hochfrequenzbauteile kann eine große Fläche von geschliffener Folie mit Raster verwendet werden. Der Erdungsdraht sollte so dick wie möglich sein. Ist der Erdungskabel sehr dünn, ändert sich das Erdungspotential mit dem Strom, was den Rauschwiderstand verringert. Daher sollte der Erdungsdraht vergrößert werden, damit er den zulässigen Strom dreimal höher als auf der Leiterplatte erreichen kann. Wenn der Erdungsdraht so ausgelegt ist, dass er 2-3mm oder mehr Durchmesser hat, können die meisten Erdungsdrähte in digitalen Schaltungen geschleift werden, um die Rauschfestigkeit zu verbessern. Beim Design von Leiterplatten ist es üblich, geeignete Entkopplungskapazitäten an Schlüsselteilen der Leiterplatte zu konfigurieren. Die elektrolytische Kapazität von 10-100uF, die über die Leitung am Eingangsende der Stromversorgung angeschlossen ist, im Allgemeinen in der Nähe der 20-30 Pins, sollte mit einem 0.01PF Keramikkondensator ausgestattet werden. Im Allgemeinen sollte in der Nähe der Pins von integrierten Schaltungschips mit 20-30 Pins ein 0.01PF Magnetkondensator installiert werden. Für größere Chips gibt es mehrere Pins, es ist am besten, einen Entkopplungskondensator in ihrer Nähe hinzuzufügen. Ein Chip mit mehr als 200 Fuß hat mindestens zwei Entkopplungskondensatoren auf jeder Seite. Wenn der Spalt nicht ausreicht, kann auch ein 1-10PF Tantalkondensator auf 4-8 Chips angeordnet werden. Für die Komponenten mit schwacher Antiblockierfähigkeit und großer Leistungsänderung sollte der Entkopplungskondensator direkt zwischen dem Netzkabel und dem Erdungskabel der Komponente angeschlossen werden, unabhängig davon, welche Art von Leitung zum Kondensator nicht zu lang ist.

Nachdem das Bauteil- und Schaltungsdesign der Leiterplatte abgeschlossen ist, sollte das Prozessdesign der Leiterplatte berücksichtigt werden. Der Zweck ist es, alle Arten von ungünstigen Faktoren vor Beginn der Produktion zu beseitigen und gleichzeitig die Herstellbarkeit der Leiterplatte zu berücksichtigen, um qualitativ hochwertige Produkte und Serienfertigung zu produzieren.

Früher, als wir über die Positionierung und Verdrahtung von Komponenten sprachen, haben wir bereits einige Aspekte des Prozesses der Leiterplatte einbezogen. Das Prozessdesign der Leiterplatte besteht darin, die Leiterplatte und Komponenten organisch zusammenzubauen, die von uns über die SMT-Produktionslinie entworfen wurden, um eine gute elektrische Verbindung zu erreichen, um das Standortlayout der von uns entworfenen Produkte zu erreichen. Schweißpaddesign, Verdrahtung und Interferenzschutz müssen auch berücksichtigen, ob die von uns entworfene Platte einfach zu produzieren ist, ob sie mit der modernen Montagetechnik-SMT-Technologie zusammengebaut werden kann, und gleichzeitig sollte die Designhöhe in der Produktion erreicht werden, um keine unerwünschten Produkte zu verursachen. Es gibt folgende spezifische Aspekte:

1). Verschiedene SMT-Produktionslinien haben unterschiedliche Produktionsbedingungen, aber in Bezug auf PCB-Größe ist PCB-Furniergröße nicht kleiner als 200*150 mm. Wenn die lange Kante zu klein ist, können Sie eine Stichsäge verwenden, und das Verhältnis von Länge zu Breite ist 3:2 oder 4:3 PCB-Oberflächengröße größer als 200. Wenn 150 mm, sollte die mechanische Festigkeit der Leiterplatte berücksichtigt werden.

2. Wenn die Größe der Leiterplatte zu klein ist, ist es schwierig für den SMT-gesamten Linienproduktionsprozess und nicht einfach für die Serienproduktion. Der beste Weg, die Form der Collage zu verwenden, besteht darin, zwei, vier und sechs einzelne Bretter entsprechend der Größe der einzelnen Platte zu kombinieren, um ein ganzes Brett zu bilden, das für die Serienproduktion geeignet ist, und die Größe des gesamten Brettes sollte für die Größe des Clippable-Bereichs geeignet sein.

3). Um die Produktionslinie anzupassen, Das Furnier sollte einen 3-5mm Bereich ohne Komponenten haben, und das Furnier sollte 3-8mm Prozesskante haben. Es gibt drei Formen der Verbindung zwischen Prozesskante und PC B: A ohne Kante, B mit Rand, B mit Trennschlitz, C mit Kante und ohne Trennschlitz. Es gibt einen leeren Prozess, um das Land aufzubauen. Je nach Form der Leiterplatte, verschiedene Formen des Puzzles können für den Zweck angewendet werden. For PCB Prozesskanten, nach der Positioniermethode der verschiedenen Modelle, some need to have Positionierlöcher on the process edge, der Durchmesser der Löcher ist 4-5cm, die im Vergleich über der Kantenpositionierungsgenauigkeit liegt. Daher, for PCB Bearbeitungsmodelle mit Positionierlöchern, Positionierlöcher sollten eingestellt werden, und das Lochdesign sollte Standard sein, um Unannehmlichkeiten für die Produktion zu vermeiden.

4). Um eine bessere Positionierung und höhere Montagegenauigkeit zu erreichen, wirkt sich die Festlegung eines Benchmarks für Leiterplatten direkt auf die Serienfertigung der SMT-Produktionslinie aus. Die Form des Bezugspunkts kann quadratisch, kreisförmig, Dreieck usw. sein und der Durchmesser sollte im Bereich von 1-2mm, 3-5mm um den Bezugspunkt herum liegen, ohne irgendwelche Komponenten oder Drähte. Gleichzeitig sollte der Bezugspunkt glatt und flach sein, ohne jegliche Verschmutzung. Das Design des Datums sollte nicht zu nah am Rand des Boards liegen, sondern 3-5mm auseinander liegen.

5). Aus dem gesamten Produktionsprozess ist die Form der Platine am besten pitch, insbesondere für Wellenlöten. Rechtecke lassen sich leicht übertragen. Wenn es Schlitze in der Leiterplatte gibt, sind Schlitze in Form von Prozesskanten für eine einzelne SMT-Platine zulässig. Der Schlitz ist jedoch nicht zu groß und sollte kleiner als 1/3 der Länge der Kante sein.

In der Hochfrequenz PCB Brett design, Das Netzteil ist als eine Schicht ausgelegt. In den meisten Fällen, es ist viel besser als das Bus Design, so kann die Schaltung immer dem Pfad mit der kleinsten Impedanz folgen. Darüber hinaus, Die Leistungsplatine muss eine Signalschleife für alle vom PCB, die die Signalschleife minimieren kann, dadurch Lärmreduzierung. Designer von Niederfrequenzschaltungen ignorieren diese Geräusche oft.
In Hochfrequenzen PCB-Design, we should follow the following principles:
The unity and stability of power and the ground.
Sorgfältige Berücksichtigung der Verkabelung und der ordnungsgemäßen Beendigung kann Reflexionen beseitigen.
Sorgfältige Berücksichtigung der Verdrahtung und der ordnungsgemäßen Beendigung kann Kapazität und wahrgenommenes Übersprechen reduzieren.
Geräuschunterdrückung ist erforderlich, um EMV-Anforderungen zu erfüllen.

Anforderungen an die Herstellung von Hochfrequenz-Leiterplatten:

1. The dielectric loss (Df) must be small, was sich hauptsächlich auf die Qualität der Signalübertragung auswirkt. Je kleiner der dielektrische Verlust, je kleiner der Signalverlust.
2. Wenn die Wasseraufnahme niedrig ist, Die hohe Wasseraufnahme beeinflusst die dielektrische Konstante und den dielektrischen Verlust.
3. The dielectric constant (DK) must be small and stable. Allgemein, je kleiner das Signal, je besser die Signalübertragungsrate, die umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstante des Materials ist. Hohe dielektrische Konstante kann leicht Signalübertragungsverzögerung verursachen.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient of copper foil is consistent with the thermal expansion coefficient of copper foil, weil die Inkonsistenz im Prozess der Kälte- und Wärmeänderungen dazu führt, dass sich die Kupferfolie trennt.
Allgemein, Eine Hochfrequenz-Platine kann als Frequenz über 1 GHz definiert werden. Derzeit, die Hochfrequenz ist eine mittlere Matrix aus Fluor, such as polytetrafluoroethylene (PTFE) commonly known as Tefluron.
Matters needing attention in high frequency circuit board processing:
1. Die Anforderungen an die Impedanzkontrolle sind streng, die relative Linienbreite Kontrolle ist sehr streng, und die allgemeine Toleranz beträgt etwa 2%.
2. Durch die spezielle Platte, die Haftung von PTH ist nicht hoch, Daher ist es normalerweise notwendig, die Löcher und die Oberfläche mit Plasmabehandlungsgeräten aufzurauen, um die Haftung von PTH zu erhöhen. Kupfer- und Schweißwiderstandsfarbe.
3. Schleifen Sie die Platte nicht vor dem Schweißen, sonst the adhesion will be poor, Nur Mikrokorrosionslösung und andere Aufrauungen können verwendet werden.
4. Die Platten bestehen größtenteils aus PTFE, und gewöhnliche Fräser haben viele Kanten, wenn sie geformt werden. Spezialfräser.
Hochfrequenz-Leiterplatte ist eine spezielle Leiterplatte mit hoher elektromagnetischer Frequenz. Allgemein, Hochfrequenz kann definiert werden als eine Frequenz höher als 1 GHz. Seine physikalischen Eigenschaften, Präzision und technische Parameter sind sehr hoch. Es wird häufig in Automobilkollisionsvermeidungssystemen verwendet, Satellitensysteme, Funksysteme und andere Bereiche.

In einem Wort, Die Erzeugung schlechter Produkte ist in jedem Link möglich, aber in diesem Zusammenhang PCB-Design, wir sollten von allen Aspekten berücksichtigen, so dass wir den Zweck der Gestaltung dieses Produkts sehr gut erreichen können, und versuchen Sie unser Bestes, um hochwertige Hochfrequenz zu entwerfen PCB Platine, um die Möglichkeit von schlechten Produkten in der Massenproduktion zu minimieren, die für SMT-Produktionslinie geeignet ist.