Diseño electrónico - Ingeniosa tecnología de diseño de PCB

El PCB (edcircuitboard), llamado placa de circuito impreso en chino, también conocido como placa de circuito impreso y placa de circuito impreso, es un componente electrónico importante, el soporte de los componentes electrónicos y el proveedor de conexión eléctrica de los componentes electrónicos. Debido a que está hecho de impresión electrónica, se llama placa de circuito "impresa".

A medida que los requisitos de tamaño de los PCB son cada vez más pequeños y los requisitos de densidad de dispositivos son cada vez más altos, el diseño de los PCB se vuelve cada vez más difícil. Cómo lograr una alta tasa de diseño de PCB y acortar el tiempo de diseño, el autor de este artículo discutió las habilidades de diseño de planificación, diseño y cableado de pcb.

Antes de comenzar el cableado, se debe analizar cuidadosamente el diseño y configurar cuidadosamente el software de la herramienta, lo que hará que el diseño sea más satisfactorio.

1. determinar el número de capas de PCB

El tamaño de la placa de circuito y el número de capas de cableado deben determinarse en la fase inicial del diseño. El número de capas de cableado y el método Stack - up afectarán directamente el cableado y la resistencia de las líneas impresas. El tamaño de la placa ayuda a determinar el método de apilamiento y el ancho de la línea de impresión para lograr el efecto de diseño requerido. En la actualidad, la diferencia de costos entre las placas multicapa es muy pequeña, y es mejor usar más capas de circuito al principio del diseño para que el cobre se distribuya uniformemente.

2. reglas y restricciones de diseño

Para completar con éxito la tarea de cableado, las herramientas de cableado deben trabajar bajo las reglas y restricciones correctas. Para clasificar todas las líneas de señal con requisitos especiales, cada categoría de señal debe tener prioridad. Cuanto mayor sea la prioridad, más estrictas serán las reglas. Estas reglas se refieren al ancho de la línea impresa, el número máximo de agujeros que pasan, el paralelismo, la interacción entre las líneas de señal y las limitaciones de la capa. Estas reglas tienen un gran impacto en el rendimiento de las herramientas de cableado.

Considerar cuidadosamente los requisitos de diseño es un paso importante para el éxito del cableado.

3. diseño de los componentes

En el proceso de optimización del montaje, las reglas de diseño de manufacturabilidad (dfm) imponen restricciones al diseño de las piezas. Si el Departamento de montaje permite el Movimiento de los componentes, se puede optimizar adecuadamente el circuito, lo que facilita el cableado automático. Las reglas y restricciones definidas afectarán el diseño del diseño. La herramienta de cableado automático solo considera una señal a la vez. Al establecer las restricciones de cableado y la capa de la línea de señal, la herramienta de cableado puede completar el cableado de acuerdo con la imaginación del diseñador.

Por ejemplo, para el diseño del cable de alimentación:

En el diseño de pcb, el circuito de desacoplamiento de la fuente de alimentación debe diseñarse cerca del circuito relevante, en lugar de colocarse en la parte de la fuente de alimentación, de lo contrario no solo afectará el efecto de derivación, sino que también fluirá una corriente pulsante sobre el cable de alimentación y el suelo, causando interferencia;

Para la dirección de la fuente de alimentación en el interior del circuito, se debe suministrar desde la etapa final hasta la etapa superior, y el condensadores de filtro de alimentación de esta parte debe colocarse cerca de la etapa final;

Para algunos de los principales canales de corriente, como desconectar o medir la corriente durante la puesta en marcha y las pruebas, las brechas de corriente deben colocarse en los cables impresos al diseñar.

Además, hay que tener en cuenta que durante el proceso de diseño, la fuente de alimentación estabilizada debe colocarse en una placa de circuito impreso separada en la medida de lo posible. Cuando la fuente de alimentación y el circuito comparten una placa de circuito impreso, en la disposición se debe evitar estabilizar la mezcla de la fuente de alimentación y los componentes del circuito o el suelo de tierra compartido de la fuente de alimentación y el circuito.

Debido a que este cableado no solo es propenso a interferencias, sino que no puede desconectar la carga durante el mantenimiento, solo se pueden cortar algunas líneas de impresión en ese momento, lo que daña la placa de impresión.

4. diseño de abanico

En la fase de diseño del abanico, cada pin del equipo de montaje de la superficie del PCB debe tener al menos un agujero de paso, de modo que cuando se necesiten más conexiones, la placa de circuito pueda realizar conexiones internas, pruebas en línea y reprocesamiento del circuito.

Para maximizar la eficiencia de las herramientas de cableado automático, es necesario utilizar el tamaño máximo del agujero y el cable de impresión en la medida de lo posible, y el intervalo ideal se establece en 50 mils. Utilice el tipo de agujero que maximiza el número de rutas de enrutamiento. Después de una cuidadosa consideración y predicción, el diseño de la prueba en línea del circuito se puede llevar a cabo en la etapa inicial del diseño y se puede implementar más tarde en el proceso de producción.

El tipo de abanico a través del agujero se determina de acuerdo con la ruta de cableado y la prueba en línea del circuito. La fuente de alimentación y la puesta a tierra también pueden afectar el diseño del cableado y el ventilador.

5. cableado manual y procesamiento de señales clave

El cableado manual es un proceso importante en el diseño actual y futuro de placas de circuito impreso. El uso del cableado manual ayuda a las herramientas de cableado automático a completar el trabajo de cableado.

A través del enrutamiento manual y la fijación de la red (red) seleccionada, se pueden formar rutas que se pueden utilizar para el enrutamiento automático.

La señal de la tecla se conecta primero, se puede conectar manualmente o se puede combinar con herramientas de cableado automático. Una vez completado el cableado, los ingenieros y técnicos pertinentes inspeccionarán el cableado de la señal. Después de pasar la inspección, se fijarán los cables eléctricos y luego se conectarán automáticamente las señales restantes.

Debido a la resistencia en el cable de tierra, traerá interferencias de resistencia comunes al circuito. Por lo tanto, no conecte ningún punto con un símbolo de tierra a voluntad durante el cableado, lo que puede causar un acoplamiento dañino y afectar el funcionamiento del circuito.

A frecuencias más altas, la inducción del cable será varios órdenes de magnitud mayor que la resistencia del propio cable. En este momento, incluso si solo una pequeña corriente de alta frecuencia fluye a través del cable, habrá una cierta caída de tensión de alta frecuencia. Por lo tanto, para los circuitos de alta frecuencia, el diseño del PCB debe ser lo más compacto posible y el cable impreso debe ser lo más corto posible.

Hay transformadores y condensadores entre los cables impresos. Cuando la frecuencia de trabajo es grande, causará interferencias en otras partes, llamadas interferencias de acoplamiento parasitarias. Los métodos de inhibición que se pueden adoptar son:

Minimizar el enrutamiento de señales entre niveles;

Organizar los circuitos de todos los niveles de acuerdo con el orden de las señales para evitar cruzar las líneas de señal de todos los niveles;

Los cables eléctricos de los dos paneles adyacentes deben ser verticales o cruzados, no paralelos;

Cuando los cables de señal se colocan en paralelo dentro de la placa, estos deben separarse lo más lejos posible, o con cables de tierra y energía, para lograr el propósito de blindaje.

6. cableado automático

El cableado de señales clave requiere considerar el control de algunos parámetros eléctricos durante el cableado de pcb, como la reducción de la inducción distribuida, etc. la calidad del cableado automático se puede mejorar en cierta medida después de conocer los parámetros de entrada de la herramienta de cableado automático y el impacto de los parámetros de entrada en el cableado. No te preocupes.

Las reglas generales deben usarse al enrutar automáticamente las señales. Al establecer áreas de cableado restringidas y prohibidas para limitar las capas utilizadas para la señal dada y el número de agujeros utilizados, las herramientas de cableado pueden cableado automáticamente de acuerdo con las ideas de diseño del ingeniero. Después de establecer restricciones y aplicar las reglas creadas, el enrutamiento automático obtendrá resultados similares a los esperados. Una vez finalizada una parte del diseño, se fijará para evitar que se vea afectada por un proceso de cableado posterior.

El número de cables depende de la complejidad del circuito y del número de reglas generales definidas. Las herramientas de cableado automático actuales son muy potentes y generalmente pueden completar el 100% del cableado. Sin embargo, cuando la herramienta de cableado automático aún no ha completado todo el cableado de señal, es necesario cableado manualmente las señales restantes.

7. disposición del cableado

Para algunas señales con pocas restricciones, la longitud del cableado es muy larga. En este momento, primero puede determinar qué cableado es razonable y cuáles no, y luego editar manualmente para acortar la longitud del cableado de señal y reducir el número de agujeros.