Leiterplattentechnisch - Neun bewährte Verfahren für Leiterplattenverkabelung

Das Ziel der PCB-Design ist eine voll funktionsfähige Leiterplatte, dem ich völlig zustimme. Allerdings, mein erstes Tor während PCB Layout ist, um die Leiterplatte 100% geroutet. Das Layout muss zuerst die Entwurfsparameter festlegen, und dann platzieren Sie die Komponenten, um ihre elektrische, mechanisch, und Fertigungsanforderungen. Danach müssen nur noch alle Netzwerke miteinander verbunden werden.. Es sollte einfach klingen., rechts? Manchmal ist dies der Fall, Aber die meiste Zeit ist es komplizierter, als die Leute denken.

Um Leiterplatten erfolgreich zu routen, müssen viele Details berücksichtigt und gelöst werden. Zum Beispiel müssen Strom- und Erdungskabel so konfiguriert sein, dass sie einen guten sauberen Signalrückweg für empfindliche Netzwerke bieten, und Leiterbahnen, die empfindliche Signale transportieren, müssen eine bestimmte Breite haben und weit weg von Schaltkreisen mit hohem Rauschen sein, die ihren Betrieb beeinträchtigen können. Dies sind nur einige der Dinge, die Designer bei der Verdrahtung der Leiterplatte berücksichtigen müssen. Im dritten Teil einer vierteiligen Serie von Leiterplattendesign sind hier einige der besten Praktiken für das Leiterplattenrouting im Detail aufgeführt.

Gute PCB-Verdrahtungsgewohnheiten beginnen mit dem Layout von Leiterbahnen

Im ersten Teil dieser Serie, die besten PCB-Design Verfahren zur Entwicklung von Schaltplänen für Leiterplatte Design werden untersucht. Verwendung des Schaltplans als Grundlage für das Design, Im zweiten Teil der Serie habe ich einige Best Practices für das Platzieren von Komponenten auf dem Design gesehen.. Jetzt, im dritten Teil, Sie werden sehen, wie alle Vorbereitungen, die bisher durchgeführt wurden, helfen, die Netzwerkverbindungen zwischen diesen platzierten Komponenten zu platzieren.

Bevor Sie jedoch die Verkabelung abschließen, ist es am besten, das Design zu überprüfen und sicherzustellen, dass Sie für den nächsten Schritt bereit sind:

Wurde die Datenbank ordnungsgemäß mit dem genehmigten Layerstapel konfiguriert?

Wurden alle Konstruktionsregeln und eindeutige Verdrahtungsbeschränkungen installiert?

Sind alle Komponenten auf der Platine?

Ist die Bauteilplatzierung für den besten Verbindungsmodus optimiert?

Wenn alle diese Elemente abgeschlossen sind, können Sie mit der Verfolgung der Route beginnen.

Neun bewährte Verfahren zur Leiterplattenverarbeitung für das Leiterplattendesign

Es gibt viele verschiedene Arten und Stile von Leiterbahnen, die auf der Leiterplatte geroutet werden müssen, und diese neun Best Practices decken die meisten der verwendeten Methoden ab:

Routing-Tools: Der erste Schritt beim Routing einer Leiterplatte besteht darin, sicherzustellen, dass Sie verstehen, wie Sie die verwendeten Design-Tools verwenden. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Designer Zeit mit manuellen Verdrahtungsaufgaben verschwenden, weil sie nicht wissen, dass die Automatisierungsfunktionen im Tool besser funktionieren.

Escape Routing: Alle Pins von Komponenten mit hoher Pinzahl (z.B. 600-polige BGA Prozessorchips) müssen an Vias geführt werden, damit sie mit der inneren Schicht verbunden werden können. In-Pad-Durchgänge und Microvias werden normalerweise für Fluchtverdrahtung verwendet, und Bypass-Kappen und andere kleine diskrete Teile, die mit diesen gleichen Pins verbunden sind, werden normalerweise gleichzeitig verdrahtet.

Stromversorgung: Verwenden Sie kurze und breite Leiterbahnen, um Stromkreise zu leiten, um die Spureninduktivität zu reduzieren und elektromagnetische Störungen (EMI) und Wärme zu steuern. Beim Fräsen dieser Spuren oder abgerundeten Ecken ist es am besten, einen 45-Grad-Winkel zu verwenden. Es ist am besten, die Verkabelung auf einer Schicht zu halten und die Verwendung von Durchkontaktierungen zu vermeiden, da Durchkontaktierungen eine optimale Platzierung der Leistungskomponenten erfordern.

Signalweg: In Hochgeschwindigkeitsschaltungen ist der Signalweg sehr wichtig. Es ist wichtig, kurze direkte Leiterbahnen zu verwenden, um diese Netzwerke zu verbinden. Wie das Netzteil hängt dies weitgehend von der Platzierung der Teile ab, und der Schaltplan sollte als Leitfaden für Platzierung und Verdrahtung verwendet werden.

Hochgeschwindigkeits-Übertragungsleitungen: Aufgrund der Notwendigkeit, die Energie der Übertragungsleitungen zu steuern, Diese Leiterbahnen sollten auf der inneren Schicht unmittelbar neben den beiden Bezugsebenen oder zwischen den beiden Bezugsebenen verlegt werden. Dies wird als Microstrip- oder Stripline-Layer-Konfiguration bezeichnet und ist unerlässlich, um den klarsten und direktesten Signalrückgabeweg bereitzustellen.. Dies ist auch wichtig, wenn Übertragungsleitungen verlegt werden, ohne separate Ebenen zu überqueren, da dies den Signalrücklauf stören kann, Dadurch entsteht eine Menge unnötiger Geräusche auf der Platine. Es gibt viele Formen von Hochgeschwindigkeits-Übertragungsleitungen. Ihr PCB design CAD-Werkzeuge haben in der Regel einige eingebaute Funktionen zum Routing von gesteuerten Impedanzlinien, Differentialpaare oder empfindliche Signale, die zusätzlichen Abstand erfordern.

Busrouting: Digitale Schaltungen haben normalerweise eine Netzwerkgruppe, die geroutet werden soll, einen Bus genannt. Diese Busse sind normalerweise Daten- und Adresslinien zwischen Prozessor und Speicherkomponenten, so dass High-Speed-Design-Einschränkungen hinzugefügt werden können. Die Busse sollten so miteinander geroutet werden, dass ihre Länge dem Signal-Timing entspricht, und einige CAD-Systeme bieten spezielle automatische interaktive Routing-Funktionen für diese Netzwerke zusammen.

Analoges Routing: Analoges Routing sollte möglichst vom digitalen Routing isoliert werden. Es sollte eine eigene separate Referenzebene für die Signalrückgabe haben, um zu verhindern, dass analoge Signalrauschen die digitale Schaltung verschmutzen.

Strom- und Erdungskabel: Die Strom- und Erdungskabel sollten breit sein, insbesondere für Schaltungen mit höheren Strömen. Denken Sie daran, einen Kühlkörper für den Anschluss von Durchgangsstiften und diskreten Komponenten zu verwenden, um thermische Ungleichgewichte während des Lötens zu vermeiden. Wenn möglich, ist es am besten, eine massive Metallebene zu verwenden, und die Erdungsebene sollte weit weg von Schlitzen, Schnitten und Rissen sein, um als klarer Signalrückweg zu dienen. Wenn es unvermeidlich ist, eine geteilte Ebene zu verwenden, stellen Sie sicher, dass sich die geteilte Ebene nicht im Bereich der Hochgeschwindigkeitsverdrahtung befindet.

Bereinigung: Das ist mehr als nur das Routing ordentlich aussehen zu lassen. In einigen Fällen, wie schwimmende Spuren, Es kann die Signalintegrität des Leiterplatte weil sie sich verhalten, als ob die Antenne Energie ausstrahlt. Stellen Sie sicher, dass Sie die Werkzeuge verwenden, die Sie benötigen, um verbleibende Probleme im Routing zu finden und zu beheben.

Diese neun Best Practices können den größten Teil des Leiterplattenentwurfs vervollständigen.