Diseño electrónico - Costos de salida y acceso del diseño de PCB

1. salida de diseño

El diseño del tablero de PCB se puede exportar a la impresora o al archivo de dibujo de luz de salida. La impresora puede imprimir PCB en capas, lo que facilita la inspección de diseñadores y revisores; Los documentos Gerber fueron entregados a los fabricantes de placas de circuito para producir placas de circuito impreso. La salida del archivo Gerber es muy importante. Está relacionado con el éxito o el fracaso de este diseño. A continuación se destacarán las precauciones a la hora de exportar el archivo gerber.

A. las capas que deben exportarse son las capas de cableado (incluidas las capas de cableado superior, inferior e intermedio), las capas de alimentación (incluidas las capas VCC y gnd), las capas de malla de alambre (incluidas las capas de malla superior, inferior) y las capas de máscara de soldadura (incluidas las máscaras de soldadura superior) y las máscaras de soldadura inferior, y se generan documentos de perforación (nc drill).

B. si la capa de alimentación está configurada como Split / mixed, seleccione Routing en la entrada de documento de la ventana agregar documento, y antes de cada salida del archivo gerber, debe usar el plane Connect de pour Manager para verter cobre en el mapa de pcb; Si se establece en "plano cam", seleccione "plano". Al configurar el proyecto "capa", agregue "layer25" y luego elija "pads" y "viasc" en "capa.25". En la ventana de configuración del dispositivo (por configuración del dispositivo), cambie el valor de apertura a l99.

D. al establecer la capa de cada capa, seleccione el contorno de la tabla.

E. al establecer la capa de la capa de malla, no elija el tipo de pieza, elija el contorno, el texto y las líneas de la capa superior (inferior) y la capa de malla.

F. al establecer la capa de bloqueo de soldadura, seleccionar el agujero significa no agregar la capa de bloqueo de soldadura al agujero, y no seleccionar el agujero significa bloquear la soldadura, dependiendo de la situación específica.

G. al generar el archivo de perforación, use la configuración predeterminada de powerpcb y no haga ningún cambio.

H. después de exportar todos los archivos gerber, se abren e imprimen con cam350 y son inspeccionados por diseñadores y revisores de acuerdo con la lista de inspección de pcb. "

El agujero es una de las partes importantes de los PCB multicapa. Los costos de perforación suelen representar entre el 30% y el 40% de los costos de fabricación de pcb. En pocas palabras, cada agujero en el PCB se puede llamar un agujero. Desde el punto de vista funcional, los agujeros se pueden dividir en dos categorías: una para la conexión eléctrica entre capas; Otro para dispositivos de fijación o posicionamiento. Desde el punto de vista artesanal, estos agujeros generalmente se dividen en tres categorías, a saber, agujeros ciegos, agujeros enterrados y agujeros. Los agujeros ciegos se encuentran en la parte superior e inferior de la placa de circuito impreso y tienen cierta profundidad. Se utilizan para conectar líneas superficiales con líneas internas inferiores. La profundidad del agujero generalmente no supera una cierta proporción (diámetro del agujero). Los agujeros enterrados se refieren a los agujeros de conexión ubicados en la capa interior de la placa de circuito impreso y no se extienden a la superficie de la placa de circuito. Los dos tipos de agujeros mencionados se encuentran en la capa interior de la placa de circuito y se completan mediante un proceso de formación de agujeros a través antes de la laminación, y varias capas interiores se pueden superponer durante la formación de agujeros a través. El tercer tipo se llama a través del agujero, que penetra en toda la placa de circuito y se puede utilizar para la interconexión interna o como componente para instalar el agujero de posicionamiento. Debido a que el agujero a través es más fácil de lograr en el proceso y es más barato, la mayoría de las placas de circuito impreso lo utilizan en lugar de los otros dos tipos de agujero a través. A menos que se especifique otra cosa, los siguientes agujeros se consideran agujeros.

Desde el punto de vista del diseño, el agujero a través consta principalmente de dos partes: una parte es la perforación en el Medio y la otra parte es el área de almohadilla alrededor del taladro. El tamaño de estas dos partes determina el tamaño del agujero. Obviamente, en el diseño de PCB de alta velocidad y alta densidad, los diseñadores siempre quieren que el agujero sea lo más pequeño posible, lo que puede dejar más espacio de cableado en la placa. Además, cuanto menor sea el agujero, mayor será su propia capacidad parasitaria. Pequeño tamaño, más adecuado para circuitos de alta velocidad. Sin embargo, la reducción del tamaño del agujero también trae consigo un aumento de los costos, y el tamaño del agujero no se puede reducir indefinidamente. Está limitado por tecnologías de proceso como la perforación y la galvanoplastia: cuanto más pequeño es el agujero, más tiempo se necesita para perforar. Cuanto más tiempo dure, más fácil será desviarse de la posición central; Y cuando la profundidad del agujero supera las seis veces el diámetro del agujero, no se puede garantizar que la pared del agujero pueda estar recubierta de cobre de manera uniforme. Por ejemplo, el grosor (profundidad del agujero) de una placa de PCB ordinaria de 6 capas es de unos 50 milímetros, por lo que el diámetro mínimo de perforación que puede proporcionar el fabricante de PCB solo puede alcanzar los 8 milímetros.

En segundo lugar, los condensadores parasitarios a través del agujero

El propio agujero tiene un capacitor parasitario al suelo. Si se sabe que el diámetro del agujero de aislamiento en la formación de contacto a través del agujero es d2, el diámetro de la almohadilla a través del agujero es d1, el espesor de la placa de PCB es T y el dieléctrico del sustrato Changshu es la isla, la capacidad parasitaria del agujero es aproximadamente:

C = 1,41 isla td1 / (d2 - d1)

El principal impacto de los condensadores parasitarios a través del agujero en el circuito es prolongar el tiempo de subida de la señal y reducir la velocidad del circuito. Por ejemplo, para una placa de PCB de 50 milímetros de espesor, si el diámetro interior es de 10 milímetros y el diámetro de la almohadilla es de 20 milímetros. para el paso de agujeros, la distancia entre la almohadilla y la zona de cobre de tierra es de 30 milímetros, entonces podemos usar una aproximación de la fórmula anterior para calcular la capacidad parasitaria del paso de agujeros:

C = 141x4.4x0.05x0.02 / (0032 - 0020) = 0517 pf, la variación del tiempo de subida causada por esta parte de la capacidad es:

T10 - 90 = 2,2c (z0 / 2) = 2,2x0.517x (55 / 2) = 31,28ps. a partir de estos valores se puede ver que, aunque el efecto del retraso ascendente causado por la capacidad parasitaria de un solo agujero no es obvio, el diseñador debe considerar cuidadosamente si el agujero se utiliza varias veces en el rastreo para cambiar entre capas.

3. inductores parasitarios a través del agujero

Del mismo modo, hay condensadores parasitarios e inductores parasitarios en el agujero. En el diseño de circuitos digitales de alta velocidad, el daño causado por la inducción parasitaria a través del agujero es a menudo mayor que el impacto de la capacidad parasitaria. Su inductor de serie parasitario debilitará la contribución del condensadores de derivación y debilitará el efecto de filtrado de todo el sistema eléctrico. Podemos calcular simplemente la inducción parasitaria a través del agujero utilizando la siguiente fórmula:

L = 5,08h [1n (4h / d) + 1], en el que l es la inducción del agujero, H es la longitud del agujero y D es el diámetro del agujero central. A partir de la fórmula, se puede ver que el diámetro del agujero tiene un menor impacto en la inducción, mientras que la longitud del agujero tiene el mayor impacto en la inducción. Utilizando aún el ejemplo anterior, la inducción a través del agujero se puede calcular como:

L - 5.08x0.050 [1n (4x0.050 / 0010) + 1] = 1015nh. si el tiempo de subida de la señal es de 1ns, su resistencia equivalente es: XL = Íl / T10 - 90 = 3,19. esta resistencia ya no se ignora cuando pasa la corriente de alta frecuencia. se debe tener especial cuidado de que al conectar el plano de alimentación y el plano de tierra, el recipiente de derivación debe pasar por dos agujeros, La inducción parasitaria a través del agujero aumentará exponencialmente.

4. diseño de agujeros en PCB de alta velocidad

A través del análisis anterior de las características parasitarias del agujero, podemos ver que en el diseño de PCB de alta velocidad, el agujero aparentemente simple a menudo tiene un gran impacto negativo en el diseño del circuito. Para reducir los efectos adversos causados por los efectos parasitarios del agujero, se pueden realizar las siguientes operaciones en el diseño:

1. teniendo en cuenta el costo y la calidad de la señal, elija un tamaño razonable a través del tamaño. Por ejemplo, para el diseño de PCB de módulos de memoria de 6 - 10 capas, es mejor usar 10 / 20 mils (perforación / almohadilla) para pasar el agujero. Para algunas placas de tamaño pequeño de alta densidad, también puede intentar usar 8 / 18 mils. Hoyos En las condiciones técnicas actuales, es difícil utilizar agujeros más pequeños. Para la fuente de alimentación o el agujero de tierra, se puede considerar el uso de un tamaño más grande para reducir la resistencia.

2. las dos fórmulas discutidas anteriormente permiten concluir que el uso de un PCB más delgado favorece la reducción de dos parámetros parasitarios a través del agujero.

3. trate de no cambiar el número de capas de rastros de señal en el tablero de pcb, es decir, trate de no usar agujeros innecesarios.

4. la fuente de alimentación y los pines de tierra deben perforarse cerca. Cuanto más corto sea el cable entre el agujero y el pin, mejor, porque aumentarán la inducción. Al mismo tiempo, la fuente de alimentación y los cables de tierra deben ser lo más gruesos posible para reducir la resistencia.

5. coloque algunos agujeros a través de tierra cerca del agujero a través de la conversión de la capa de señal para proporcionar el circuito más cercano a la señal. Incluso se pueden colocar más agujeros de tierra en la placa de pcb. Por supuesto, el diseño requiere flexibilidad. El modelo de paso de agujeros discutido anteriormente es cuando hay almohadillas en cada capa. A veces, podemos reducir o incluso eliminar las almohadillas de ciertas capas. Especialmente cuando la densidad del agujero que pasa es muy alta, puede causar la formación de una ranura rota que separa los anillos de la capa de cobre. Para resolver este problema, además de mover la posición del agujero, también podemos considerar colocar el agujero en la capa de cobre. El tamaño de la almohadilla se reduce.