Technologie PCB - Comment faire une bonne carte PCB?

Comme vous le savez tous, faire une carte PCB est de transformer un schéma bien conçu en une véritable carte PCB. Veuillez ne pas sous - estimer le processus. Il y a beaucoup de choses qui fonctionnent en principe, mais qui sont difficiles à réaliser en ingénierie, ou ce que les autres peuvent réaliser, les autres ne peuvent pas le faire. Il n'est donc pas difficile de faire une carte PCB, mais il n'est pas facile d'en faire une bonne.

Deux difficultés majeures dans le domaine de la microélectronique sont le traitement des signaux à haute fréquence et des signaux faibles. Le niveau de production de PCB est particulièrement important à cet égard. Même conception de principe, mêmes composants, PCB produits par différentes personnes avec des résultats différents., Alors, comment pouvons - nous faire une bonne carte PCB? À la lumière de notre expérience passée, je voudrais parler de mon point de vue sur les points suivants:

1. Clarifier les objectifs de conception

Recevoir une tâche de conception, d'abord pour clarifier ses objectifs de conception, que ce soit une carte PCB ordinaire, carte PCB haute fréquence, petite carte PCB de traitement du signal, ou carte PCB avec haute fréquence et petite fonction de traitement du signal en même temps. S'il s'agit d'une carte PCB ordinaire, tant que la disposition et le câblage sont raisonnablement soignés, la taille mécanique est précise, s'il y a une ligne de charge moyenne et une ligne longue, certaines mesures doivent être prises pour réduire la charge, et la ligne longue doit renforcer l'entraînement, l'accent étant mis sur la prévention des réflexions de ligne longue. Lorsqu'il y a des lignes de signal de plus de 40 MHz sur la carte, ces lignes de signal doivent être particulièrement prises en compte, par exemple la diaphonie entre les lignes. Si la fréquence est plus élevée, il y a des limites plus strictes sur la longueur du câblage. Selon la théorie des réseaux à paramètres distribués, l'interaction entre les circuits à grande vitesse et le câblage est un facteur déterminant non négligeable dans la conception du système. Au fur et à mesure que la vitesse de transmission de la grille augmente, l'inverse sur les lignes de signal augmentera en conséquence et la diaphonie entre les lignes de signal adjacentes augmentera proportionnellement. Normalement, la consommation d'énergie et la dissipation de chaleur des circuits à grande vitesse sont également importantes, de sorte que les circuits imprimés à grande vitesse sont fabriqués. Une attention suffisante doit être accordée.

Ces lignes de signal nécessitent une attention particulière lorsqu'il y a de faibles signaux au niveau du millivolt ou même du microvolt sur la plaque. Les petits signaux sont trop faibles et peuvent facilement être perturbés par d'autres signaux forts. Les mesures de blindage sont souvent nécessaires, sinon elles réduisent considérablement le rapport signal sur bruit. Il en résulte que le signal utile est noyé dans le bruit et ne peut être extrait efficacement.

La mise en service des plaques doit également être prise en compte lors de la phase de conception. Des facteurs tels que l'emplacement physique du point d'essai, l'isolement du point d'essai, etc., ne peuvent pas être ignorés, car certains signaux de petite taille et de haute fréquence ne peuvent pas être ajoutés directement à la sonde pour la mesure.

En outre, d'autres facteurs pertinents doivent être pris en compte, tels que le nombre de couches de la plaque, la forme d'encapsulation de l'ensemble utilisé et la résistance mécanique de la plaque. Avant de faire une carte PCB, vous devez avoir une bonne idée des objectifs de conception.

2, connaître la disposition des composants utilisés et les exigences de la fonction de câblage

Nous savons que certains composants spéciaux ont des exigences particulières en termes de disposition et de câblage, tels que les amplificateurs de signaux analogiques utilisés par Loti et APH. Un amplificateur de signal analogique nécessite une alimentation stable et une ondulation plus petite. Gardez la petite section de signal analogique aussi loin que possible du périphérique d'alimentation. Sur la carte Oti, la petite section amplification de signal est également spécialement équipée d'un blindage pour protéger contre les interférences électromagnétiques parasites. Les puces glink utilisées sur les cartes ntoi utilisent la technologie ECL, qui consomme beaucoup d'énergie et génère de la chaleur. La question de la dissipation de chaleur doit être particulièrement prise en compte dans la disposition. Si la dissipation de chaleur naturelle est utilisée, la puce glink doit être placée dans un endroit où la circulation d'air est relativement lisse, Et la chaleur rayonnée n'aura pas beaucoup d'impact sur les autres puces. Si la carte est équipée de haut - parleurs ou d'autres appareils puissants, elle peut causer une grave contamination de l'alimentation. Cela devrait également attirer suffisamment d'attention.

3, considérations sur la disposition des éléments

Le premier facteur à prendre en compte dans la disposition des éléments est la performance électrique. Assembler les composants les plus étroitement connectés possible, en particulier pour certaines lignes à grande vitesse, en les rendant aussi courts que possible lors de l'agencement des signaux de puissance et des petits dispositifs de signalisation. Séparés. Sous réserve de respecter les performances du circuit, les éléments doivent être placés de manière soignée et esthétique, faciles à tester. Les dimensions mécaniques de la carte et l'emplacement des prises doivent également être soigneusement pris en compte.

La mise à la terre dans les systèmes à grande vitesse et le temps de retard de transmission sur les lignes interconnectées sont également les premiers facteurs à prendre en compte dans la conception du système. Le temps de transmission sur la ligne de signal a une grande influence sur la vitesse de l'ensemble du système, en particulier pour les circuits ECL haute vitesse. Bien que les blocs de circuits intégrés eux - mêmes soient rapides, cela est dû à l'utilisation de lignes d'interconnexion ordinaires sur le fond de panier (la longueur de chaque ligne de 30 cm est d'environ 2 NS de retard) augmentant le temps de retard, ce qui ralentit considérablement le système. Comme pour les registres à décalage, il est préférable de placer le compteur synchrone et les autres organes de travail synchrones sur la même carte enfichable, car les délais de transfert des signaux d'horloge vers les différentes cartes enfichables ne sont pas égaux, ce qui peut entraîner des erreurs importantes dans les registres à décalage. Sur une carte, la synchronisation est la clé et les lignes d'horloge connectées à la carte plug - in à partir d'une source d'horloge commune doivent être de longueur égale.

4, technologie de câblage pour la carte PCB

Lors de la fabrication d'un PCB, le choix d'un panneau double face ou multicouche dépend de la fréquence de travail la plus élevée, de la complexité du système de circuit et des exigences en matière de densité d'assemblage. Lorsque la fréquence de l'horloge dépasse 200 MHz, il est préférable de choisir une plaque multicouche. Si la fréquence de fonctionnement est supérieure à 350 MHz, il est préférable de choisir une carte de circuit imprimé avec PTFE comme couche diélectrique, car elle a moins d'atténuation des hautes fréquences, moins de capacité parasite et une vitesse de transmission plus rapide. Grande et faible consommation d'énergie, le câblage de la carte de circuit imprimé nécessite les principes suivants

(1) gardez autant d'espace que possible entre toutes les lignes de signal parallèles pour réduire la diaphonie. S'il y a deux lignes de signal rapprochées, il est préférable de placer une ligne de masse entre les deux lignes, ce qui peut jouer un rôle de blindage.

(2) lors de la conception de la ligne de transmission du signal, les virages serrés doivent être évités afin d'éviter les réflexions causées par des changements brusques dans l'impédance caractéristique de la ligne de transmission. Essayez de concevoir un arc uniforme avec une certaine taille.

La largeur de la ligne imprimée peut être calculée à partir de la formule de calcul d'impédance caractéristique des lignes microruban et ruban décrite ci - dessus. L'impédance caractéristique d'une ligne microruban sur une carte de circuit imprimé est généralement comprise entre 50 et 120. Pour obtenir une grande impédance caractéristique, la largeur de ligne doit être très étroite. Mais les lignes très fines ne sont pas faciles à faire. Compte tenu de divers facteurs, il convient généralement de choisir une valeur d'impédance d'environ 68 îlots, car l'impédance caractéristique des îlots 68 permet d'obtenir un équilibre optimal entre le temps de retard et la consommation d'énergie. Une ligne de transmission de 50 îles consommera plus d'électricité; Bien sûr, une plus grande impédance peut réduire la consommation d'énergie, mais augmente le temps de retard de transmission. Une capacité de ligne négative augmentera le temps de retard de transmission et réduira l'impédance caractéristique. Cependant, la capacité intrinsèque par unité de longueur d'un segment de ligne à très faible impédance caractéristique est relativement importante, de sorte que le temps de retard de transmission et l'impédance caractéristique sont moins affectés par la capacité de charge. Une caractéristique importante d'une ligne de transmission correctement terminée est que la branche courte ne doit pas affecter le temps de retard de la ligne. Lorsque Z0 est de 50 îles. La longueur des pieux de dérivation doit être limitée à 2,5 cm ou moins. Pour éviter les sonneries fortes.

(4) pour double panneau (ou ligne à quatre couches en six couches). Les lignes des deux côtés de la carte doivent être perpendiculaires les unes aux autres pour éviter la diaphonie causée par l'induction mutuelle.

(5) s'il y a des dispositifs à courant élevé sur la carte de circuit imprimé, tels que des relais, des voyants lumineux, des Haut - parleurs, etc., leurs lignes de sol doivent être séparées pour réduire le bruit sur les lignes de sol. Les lignes de mise à la terre de ces appareils à courant élevé doivent être connectées à des bus de mise à la terre indépendants sur les plaques de branchement et les panneaux arrière, et ces lignes de mise à la terre indépendantes doivent également être connectées aux points de mise à la terre de l'ensemble du système.

(6) s'il y a un petit amplificateur de signal sur la carte, la ligne de signal faible avant l'amplification doit être éloignée de la ligne de signal forte et la trace doit être aussi courte que possible et, si possible, masquée par la ligne de terre.