Leiterplattentechnisch - ​ High-Speed PCB Design Guide-PCB Layout Design

In PCB-Design, Verkabelung ist ein wichtiger Schritt zum vollständigen Produktdesign. Es kann gesagt werden, dass die vorherigen Vorbereitungen dafür gemacht sind. In der gesamten Leiterplatte, Der Verdrahtungsentwurfsprozess ist am beschränktesten, die Fähigkeiten sind die kleinsten, und die Arbeitsbelastung ist die größte. Leiterplattenverdrahtung umfasst einseitige Verdrahtung, doppelseitige Verdrahtung und mehrschichtige Verdrahtung.

Es gibt auch zwei Arten der Verkabelung: automatische Verkabelung und interaktive Verkabelung. Vor der automatischen Verdrahtung können Sie interaktiv die strengeren Leitungen vorverdrahten. Die Kanten des Eingangs- und Ausgangsends sollten parallel vermieden werden, um Reflexionsstörungen zu vermeiden. Falls erforderlich, sollte Erdungsdraht zur Isolierung hinzugefügt werden, und die Verkabelung von zwei benachbarten Schichten sollte senkrecht zueinander sein. Eine parasitische Kopplung tritt wahrscheinlich parallel auf.

Die Layoutrate des automatischen Routings hängt von einem guten Layout ab. Die Routing-Regeln können voreingestellt werden, einschließlich der Anzahl der Biegungen der Verdrahtung, die Anzahl der Durchgänge, die Anzahl der Schritte, und so weiter. Im Allgemeinen erforschen Sie zuerst die Warp-Verdrahtung, schließen Sie schnell die kurzen Drähte an und führen Sie dann die Labyrinthverdrahtung durch. Zunächst wird die zu verlegende Verdrahtung für den globalen Verdrahtungsweg optimiert. Es kann die verlegten Drähte nach Bedarf trennen. Und versuchen Sie, neu zu verdrahten, um den Gesamteffekt zu verbessern.

Die current Leiterplatte mit hoher Dichte design hat das Gefühl, dass das Durchgangsloch nicht geeignet ist, und es verschwendet viele wertvolle Verkabelungskanäle. Um diesen Widerspruch zu lösen, Technologien für blinde und vergrabene Löcher sind entstanden, Die nicht nur die Rolle des Durchgangslochs erfüllen Es spart auch viele Verdrahtungskanäle, um den Verdrahtungsprozess bequemer zu machen, glatter und vollständiger. The Leiterplatte Designprozess ist ein komplexer und einfacher Prozess. Um es gut zu meistern, ein umfangreiches elektronisches Engineering-Design erforderlich ist. Das Personal kann die wahre Bedeutung nur dadurch erlangen, dass es sie selbst erlebt.

1. Handhabung der Stromversorgung und des Erdungskabels

Selbst wenn die Verdrahtung in der gesamten Leiterplatte sehr gut abgeschlossen ist, verringern die Störungen, die durch die unsachgemäße Berücksichtigung der Stromversorgung und des Erdungskabels verursacht werden, die Leistung des Produkts und beeinflussen manchmal sogar die Erfolgsrate des Produkts. Daher muss die Verdrahtung der Elektro- und Erddrähte ernst genommen werden, und die Geräuschstörungen, die durch die Elektro- und Erddrähte erzeugt werden, sollten minimiert werden, um die Qualität des Produkts sicherzustellen.

Jeder Ingenieur, der an der Entwicklung elektronischer Produkte beteiligt ist, versteht die Ursache des Rauschens zwischen dem Erdungskabel und dem Stromkabel, und jetzt wird nur die reduzierte Geräuschunterdrückung beschrieben:

(1) Es ist bekannt, Entkopplungskondensatoren zwischen Stromversorgung und Masse hinzuzufügen.

(2) Breiten Sie die Breite der Strom- und Erdungskabel so weit wie möglich, vorzugsweise ist der Erdungskabel breiter als der Stromdraht, ihre Beziehung ist: Erdungskabel>Stromdraht>Signaldraht, normalerweise ist die Signaldrahtbreite: 0.2～0.3mm, die dünnste Die Breite kann 0.05～0.07mm erreichen, und das Netzkabel ist 1.2～2.5mm.

Für die Leiterplatte der digitalen Schaltung kann ein breiter Massedraht verwendet werden, um eine Schleife zu bilden, das heißt, um ein Erdungsnetz zu verwenden (die Masse der analogen Schaltung kann auf diese Weise nicht verwendet werden).

(3) Verwenden Sie eine große Fläche der Kupferschicht als Massedraht und verbinden Sie die ungenutzten Stellen auf der Leiterplatte mit der Masse als Massedraht. Oder es kann zu einer mehrschichtigen Platine gemacht werden, und die Stromversorgung und der Erdungskabel nehmen jeweils eine Schicht ein.

2. Gemeinsame Bodenbearbeitung der digitalen Schaltung und der analogen Schaltung

Viele Leiterplatten sind keine Einzelfunktionsschaltungen mehr (digitale oder analoge Schaltungen), sondern bestehen aus einer Mischung aus digitalen und analogen Schaltungen. Daher ist es notwendig, die gegenseitige Störung zwischen ihnen bei der Verdrahtung zu berücksichtigen, insbesondere die Störung auf dem Erdungskabel.

Die Frequenz der digitalen Schaltung ist hoch, und die Empfindlichkeit der analogen Schaltung ist stark. Für die Signalleitung sollte die Hochfrequenz-Signalleitung so weit wie möglich von der empfindlichen analogen Schaltungseinrichtung entfernt sein. Für die Erdungsleitung hat die gesamte Leiterplatte nur einen Knoten zur Außenwelt, so dass das Problem der digitalen und analogen gemeinsamen Masse innerhalb der Leiterplatte behandelt werden muss, und die digitale Masse und die analoge Masse innerhalb der Leiterplatte sind tatsächlich getrennt und sie sind nicht miteinander verbunden, sondern an der Schnittstelle (wie Stecker usw.), die die Leiterplatte mit der Außenwelt verbindet. Es besteht eine kurze Verbindung zwischen der digitalen Masse und der analogen Masse. Bitte beachten Sie, dass es nur einen Anschlusspunkt gibt. Es gibt auch ungewöhnliche Gründe auf der Leiterplatte, die durch das Systemdesign bestimmt wird.

3. Die Signalleitung wird auf der elektrischen (Erdungs-) Schicht verlegt

In der mehrschichtigen Leiterplattenverdrahtung verursacht das Hinzufügen von mehr Schichten Abfall und erhöht die Produktionsarbeitslast, und die Kosten steigen entsprechend. Um diesen Widerspruch zu lösen, können Sie die Verkabelung auf der elektrischen (Erdungs-) Schicht in Betracht ziehen. Die Leistungsschicht sollte zuerst und die Bodenschicht als zweite betrachtet werden. Weil es am besten ist, die Integrität der Formation zu bewahren.

4. Behandlung von Verbindungsbeinen in großflächigen Leitern

Bei der großflächigen Erdung (Strom) sind die Beine gemeinsamer Komponenten damit verbunden. Die Behandlung der Verbindungsbeine muss umfassend berücksichtigt werden. In Bezug auf die elektrische Leistung ist es besser, die Pads der Komponentenbeine mit der Kupferoberfläche zu verbinden. Es gibt einige unerwünschte versteckte Gefahren beim Schweißen und Montieren von Komponenten wie:

(1) Schweißen erfordert eine Hochleistungsheizung.

(2) Es ist einfach, virtuelle Lötstellen zu verursachen.

Daher werden sowohl elektrische Leistungs- als auch Prozessanforderungen in kreuzförmige Pads, sogenannte Hitzeschilde, allgemein bekannt als thermische Pads (Thermal), umgewandelt, so dass die Möglichkeit virtueller Lötstellen aufgrund übermäßiger Querschnittswärme während des Lötens sehr stark verringert werden kann. Die Verarbeitung des Power (Ground) Beins der Multilayer Platine ist die gleiche.

5. Die Rolle des Netzwerksystems bei der Verkabelung

In vielen CAD-Systemen wird die Verdrahtung anhand des Netzwerksystems bestimmt. Das Gitter ist zu dicht und der Pfad hat zugenommen, aber der Schritt ist zu klein und die Datenmenge im Feld ist zu groß. Dies wird zwangsläufig höhere Anforderungen an den Speicherplatz des Geräts und auch an die Rechengeschwindigkeit der computerbasierten elektronischen Produkte haben. Großer Einfluss. Einige Wege sind ungültig, z.B. durch die Pads der Bauteilbeine oder durch Montagelöcher und feste Löcher. Zu spärliche Netze und zu wenige Kanäle haben großen Einfluss auf die Verteilungsrate. Daher muss es ein gut platziertes und vernünftiges Netzsystem geben, um die Verkabelung zu unterstützen.

Der Abstand zwischen den Beinen der Standardkomponenten ist 0.1 Zoll (2.54mm), so dass die Basis des Rastersystems im Allgemeinen auf 0.1 Zoll (2.54mm) oder weniger als ein integrales Vielfaches von 0.1 Zoll eingestellt ist, wie: 0.05 Zoll, 0.025 Zoll, 0.02 Zoll usw.

6. Design Rule Check (DRK)

Nachdem das Verdrahtungsdesign abgeschlossen ist, ist es notwendig, sorgfältig zu überprüfen, ob das Verdrahtungsdesign den vom Designer formulierten Regeln entspricht, und es ist auch notwendig, zu bestätigen, ob die etablierten Regeln den Anforderungen des Leiterplattenproduktionsprozesses entsprechen. Die Generalinspektion hat folgende Aspekte:

(1) Ob der Abstand zwischen Linie und Linie, Linie und Komponentenpolster, Linie und Durchgangsloch, Komponentenpolster und Durchgangsloch, Durchgangsloch und Durchgangsloch angemessen ist und ob es die Produktionsanforderungen erfüllt.

(2) Ist die Breite der Stromleitung und der Erdungsleitung angemessen, und sind die Stromversorgung und die Erdungsleitung fest gekoppelt (niedrige Wellenimpedanz)? Gibt es einen Platz in der Leiterplatte, an dem der Erdungskabel verbreitert werden kann?

(3) Ob die besten Maßnahmen für die Schlüsselsignalleitungen ergriffen wurden, wie die kürzeste Länge, wird die Schutzleitung hinzugefügt, und die Eingangs- und Ausgangsleitung sind klar getrennt.

(4) Ob es separate Massedrähte für die analoge Schaltung und die digitale Schaltung gibt.

(5) Ob die zur Leiterplatte hinzugefügten Grafiken (wie Symbole und Anmerkungen) Signalkurzschluss verursachen.

(6) Modifizieren Sie einige unbefriedigende lineare Formen.

(7) Is there a process line on the Leiterplatte? Ob die Lotmaske den Anforderungen des Produktionsprozesses entspricht, ob die Größe der Lötmaske angemessen ist, und ob das Zeichen-Logo auf dem Gerätepad gedrückt wird, um die Qualität der elektrischen Geräte nicht zu beeinträchtigen.

(8) Ob die äußere Rahmenkante der Energiegrundschicht in der Mehrschichtplatte reduziert ist, zum Beispiel wird die Kupferfolie der Energiegrundschicht der Außenseite der Platine ausgesetzt und es ist leicht, einen Kurzschluss zu verursachen.