Technologie PCB - Neuf bonnes pratiques pour le câblage PCB

L'objectif de PCB design est de créer une carte entièrement fonctionnelle, et je suis entièrement d'accord avec cela. Cependant, mon premier objectif dans le processus de mise en page de PCB est de rendre la carte 100% câblée. La disposition doit d'abord définir les paramètres de conception, puis placer les composants pour répondre à leurs exigences électriques, mécaniques et de fabrication. La seule chose qui reste après cela est de connecter tous les réseaux ensemble. Ça devrait sembler facile, non? Parfois, c'est le cas, mais la plupart du temps, c'est plus compliqué que les gens ne le pensent.

Pour câbler avec succès une carte de circuit imprimé, de nombreux problèmes de détails doivent être pris en compte et résolus. Par example, les lignes d'alimentation et de masse doivent être configurées pour fournir un bon chemin de retour de signal propre au réseau sensible, et les traces véhiculant le signal sensible doivent avoir une certaine largeur et être éloignées des circuits à fort bruit qui pourraient affecter leur fonctionnement. Ce ne sont que quelques - unes des choses que les concepteurs doivent prendre en compte lors du câblage de leurs cartes. Dans la troisième partie de la série de conception de carte de circuit imprimé en quatre parties, certaines des meilleures pratiques de câblage PCB sont décrites plus en détail ici.

De bonnes habitudes de câblage PCB commencent avec n'importe quelle trace meilleures pratiques de mise en page PCB

Dans la première partie de cette série, les meilleures pratiques de conception de PCB pour le développement de schémas de conception de cartes de circuits imprimés sont examinées. En utilisant les schémas comme base de la conception, j'ai vu quelques bonnes pratiques de mise en page pour placer des composants sur la conception dans la deuxième partie de cette série. Maintenant, dans la troisième partie, vous verrez comment tous les préparatifs effectués jusqu'à présent aideront à placer des connexions réseau entre ces composants placés.

Cependant, avant de terminer le câblage, il est préférable de vérifier la conception et de vous assurer que vous êtes prêt pour la prochaine étape:

La base de données est - elle correctement configurée avec une pile de couches approuvée?

Toutes les règles de conception et toutes les contraintes de câblage uniques sont - elles installées?

Tous les composants sont - ils sur la planche?

Le placement des composants est - il optimisé pour un mode de connexion optimal?

En supposant que tous ces projets sont terminés, vous êtes prêt à commencer à suivre votre itinéraire.

Neuf meilleures pratiques de mise en page de PCB pour la conception de cartes

Il existe de nombreux types et styles différents de pistes à câbler sur votre carte et les neuf meilleures pratiques suivantes couvriront la plupart des méthodes que vous utiliserez:

Outils de câblage: la première étape du câblage d'une carte de circuit imprimé est de vous assurer que vous comprenez comment utiliser les outils de conception que vous utilisez. Il n'est pas rare que les concepteurs perdent du temps sur des tâches de câblage manuel, car ils ne savent pas que les fonctions automatisées de l'outil feront mieux.

Routage d'échappement: toutes les broches des composants à nombre élevé de broches, tels que les puces de processeur BGA à 600 broches, doivent être routées vers les trous afin qu'elles puissent être connectées à la couche interne. Les perçages et micropores à l'intérieur des plots sont généralement utilisés pour le câblage d'échappement, et les capots de dérivation et autres petits composants discrets connectés à ces mêmes broches sont souvent câblés simultanément.

Alimentation: utilisez des traces courtes et larges pour câbler les circuits d'alimentation afin de réduire l'inductance des traces et de contrôler les interférences électromagnétiques (EMI) et la chaleur. Lors du câblage de ces traces ou coins arrondis, il est préférable d'utiliser un angle de 45 degrés. Il est préférable de maintenir le câblage sur une seule couche et d'éviter les trous excessifs qui nécessitent une position optimale des composants d'alimentation.

Chemin du signal: dans les circuits à grande vitesse, le chemin du signal est très important. Il est important d'utiliser de courtes pistes directes pour connecter ces réseaux. Comme pour l'alimentation, cela dépend en grande partie du placement des pièces, et le schéma devrait servir de guide pour le placement et le câblage.

Lignes de transmission à grande vitesse: en raison de la nécessité de contrôler l'énergie des lignes de transmission, ces traces doivent être câblées sur la couche interne immédiatement adjacente aux deux couches de plan de référence ou entre les deux couches de plan de référence. C'est ce qu'on appelle une configuration de couche microruban ou ruban et est essentiel pour fournir le chemin de retour de signal le plus clair et le plus direct possible. Ceci est également important lors du câblage d'une ligne de transmission sans traverser un plan séparé, car cela peut perturber le chemin de retour du signal et créer ainsi beaucoup de bruit inutile sur la carte. Les lignes de transmission à grande vitesse se présentent sous de nombreuses formes. Votre outil de Cao pour la conception de PCB dispose généralement de fonctionnalités intégrées pour le routage de lignes à impédance contrôlée, de paires différentielles ou de signaux sensibles nécessitant un espacement supplémentaire.

Routage de bus: un circuit numérique aura généralement un groupe de réseaux à Router, appelé bus. Ces bus sont généralement des lignes de données et d'adresses entre le processeur et les composants de mémoire, ce qui peut ajouter des contraintes de conception à grande vitesse. Les bus doivent être câblés ensemble de manière à ce que leur longueur corresponde à la synchronisation du signal, et certains systèmes CAO fournissent des fonctions de câblage interactives automatiques spécialisées pour ces réseaux ensemble.

Routage analogique: le routage analogique doit être isolé du routage numérique autant que possible. Il devrait avoir son propre plan de référence indépendant pour le retour du signal afin d'éviter que le bruit du signal analogique ne contamine le circuit numérique.

Cordons d'alimentation et de terre: les cordons d'alimentation et de terre doivent être larges, en particulier pour les circuits à courant élevé. N'oubliez pas d'utiliser un radiateur pour connecter les broches traversantes et les composants discrets afin d'éviter les déséquilibres thermiques lors du soudage. Dans la mesure du possible, il est préférable d'utiliser un plan métallique solide et le plan de masse doit être éloigné des fentes, des découpes et des fissures pour revenir sur le chemin en tant que signal clair. Si vous souhaitez inévitablement utiliser un plan de fractionnement, assurez - vous que le fractionnement ne se trouve pas dans la zone de câblage à grande vitesse.

Nettoyage: il ne s'agit pas seulement de rendre le câblage soigné. Dans certains cas, comme les traces flottantes, cela peut affecter l'intégrité du signal de la carte car elles se comportent comme si l'antenne rayonnait de l'énergie. Assurez - vous d'utiliser les outils nécessaires pour trouver et corriger les problèmes restants dans votre routage.

Ces neuf meilleures pratiques de mise en page de PCB peuvent compléter la plupart du câblage de trace requis dans la conception de PCB.