Technologie PCB - Principes de conception de carte de circuit imprimé et mesures anti - interférence

Une carte de circuit imprimé (PCB) est un support pour les composants de circuit et les dispositifs dans les produits électroniques. Il assure la connexion électrique entre les éléments du circuit et l'appareil. Avec le développement rapide de la technologie électrique, la densité du pgb est de plus en plus élevée. Le principe de conception de la carte de circuit imprimé et la qualité des mesures anti - brouillage ont une grande influence sur la capacité anti - brouillage. Donc, dans la conception de PCB. Les principes généraux de la conception de PCB doivent être respectés et les exigences de la conception anti - interférence doivent être satisfaites.

Principes généraux de conception de carte de circuit imprimé

Pour obtenir des performances optimales du circuit électronique, la disposition des éléments et celle des fils sont très importantes. Afin de concevoir des cartes de circuits imprimés de bonne qualité et à faible coût. Les principes généraux suivants doivent être respectés:

1. Disposition de PCB

Tout d'abord, considérez la taille du PCB. Lorsque la taille du PCB est trop grande, la ligne imprimée sera longue, l'impédance augmentera, la résistance au bruit diminuera et le coût augmentera; Si la taille du PCB est trop petite, la dissipation de chaleur n'est pas bonne et les lignes adjacentes sont également vulnérables aux interférences. Après avoir déterminé la taille du PCB. L'emplacement des composants spéciaux est alors déterminé. Enfin, tous les composants du circuit sont agencés en fonction des unités fonctionnelles du circuit.

Les principes suivants doivent être respectés lors de la détermination de l'emplacement des composants spéciaux:

(1) raccourcir le câblage entre les éléments haute fréquence autant que possible, minimiser leurs paramètres de distribution et les interférences électromagnétiques mutuelles. Les composants sensibles aux interférences ne doivent pas être trop proches les uns des autres et les composants d'entrée et de sortie doivent être aussi éloignés que possible.

(2) Il peut y avoir une différence de potentiel élevée entre certains composants ou fils, et la distance entre eux doit être augmentée pour éviter un court - circuit accidentel causé par une décharge. Lors de la mise en service, les composants à tension plus élevée doivent être disposés dans des endroits où les mains ne sont pas facilement accessibles, dans la mesure du possible.

(3) Les pièces pesant plus de 15 g doivent être fixées à l'aide d'un support, puis soudées. Ces pièces qui sont volumineuses, lourdes et produisent beaucoup de chaleur ne doivent pas être montées sur une carte de circuit imprimé, mais sur la plaque de base du châssis de la machine entière, en tenant compte des problèmes de dissipation de chaleur. L'élément thermique doit être éloigné de l'élément chauffant.

(4) la disposition des éléments réglables tels que les potentiomètres, les inductances réglables, les condensateurs variables, les micro - interrupteurs et autres doit tenir compte des exigences structurelles de la machine entière. Si le réglage est effectué à l'intérieur de la machine, il doit être placé sur une carte de circuit imprimé facilitant le réglage; Si le réglage est effectué à l'extérieur de la machine, sa position doit correspondre à celle du bouton de réglage sur le panneau du châssis.

(5) Les trous de positionnement des plaques d'impression et les positions occupées par les supports de fixation doivent être conservés.

Selon les unités fonctionnelles du circuit. Dans l'agencement de tous les composants d'un circuit, les principes suivants doivent être respectés:

(1) Organiser l'emplacement de chaque unité de circuit fonctionnel selon le processus de circuit, de sorte que la disposition facilite la circulation du signal et que le signal reste dans la même direction autant que possible.

(2) centré sur le composant de base de chaque circuit fonctionnel et disposé autour de celui - ci, les composants doivent être disposés de manière uniforme, ordonnée et compacte sur le circuit imprimé. Minimiser et raccourcir les conducteurs et les connexions entre les composants.

(3) pour les circuits fonctionnant à haute fréquence, les paramètres de distribution entre les composants doivent être pris en compte. En général, les circuits doivent être disposés en parallèle autant que possible. De cette façon, non seulement belle. Et facile à installer et à souder. Facile à produire en masse.

(4) les composants situés sur le bord de la carte ne sont généralement pas moins de 2 mm du bord de la carte. La forme optimale de la carte est rectangulaire. Le ratio d'aspect est de 3: 2 à 4: 3. Lorsque la taille de la carte est supérieure à 200x150mm. La résistance mécanique de la carte doit être prise en compte.

2. Câblage de disposition de PCB

Le principe de câblage est le suivant:

(1) Les fils utilisés pour les bornes d'entrée et de sortie doivent éviter autant que possible d'être adjacents et parallèles. Il est préférable d'ajouter un fil de masse entre les fils pour éviter le couplage de rétroaction.

(2) la largeur minimale d'un fil imprimé est principalement déterminée par la force de liaison entre le fil et le substrat isolant et par la valeur du courant qui les traverse. Lorsque l'épaisseur de la Feuille de cuivre est de 0,05 mm et la largeur de 1 ~ 15 mm. Ainsi, avec un courant de 2a, la température ne dépasse pas 3°c. Le fil d'une largeur de 1,5 mm peut répondre aux exigences. Pour les circuits intégrés, en particulier les circuits numériques, une largeur de ligne de 0,02 à 0,3 mm est généralement choisie. Bien sûr, aussi longtemps que possible, en utilisant la ligne la plus large possible. Surtout le cordon d'alimentation et le fil de terre. L'espacement minimum des fils est principalement déterminé par la résistance d'isolement et la tension de claquage entre les fils dans le pire des cas. Pour les circuits intégrés, en particulier les circuits numériques, l'espacement peut être aussi petit que 5 - 8 mm tant que le processus le permet.

(3) les angles des conducteurs imprimés sont généralement incurvés, les angles droits ou les angles angulaires affectent les performances électriques dans les circuits haute fréquence. En outre, essayez d'éviter d'utiliser de grandes zones de feuille de cuivre, sinon. La Feuille de cuivre se dilate et tombe facilement lorsqu'elle est chauffée pendant une longue période. Il est préférable d'utiliser une forme de grille lorsqu'une grande surface de feuille de cuivre doit être utilisée. Cela permet d'éliminer les gaz volatils dus au chauffage du liant entre la Feuille de cuivre et le substrat.

3. Pad PCB

Le trou central du plot est légèrement supérieur au diamètre des fils du dispositif. Si les Plots sont trop grands, il est facile de former une fausse soudure. Le diamètre extérieur d du plot n'est généralement pas inférieur à (D + 1,2) mm, où D est le diamètre du fil. Pour les circuits numériques haute densité, le diamètre minimum des plots peut être de (D + 1,0) MM.

Mesures anti - interférences pour PCB et circuits

La conception anti - interférence de la carte de circuit imprimé a une relation étroite avec le circuit spécifique. Seules quelques mesures communes pour la conception anti - interférence de PCB sont présentées ici.

1. Conception de cordon d'alimentation

Selon la taille du courant de la carte de circuit imprimé, essayez d'augmenter la largeur du cordon d'alimentation pour réduire la résistance de la boucle. Dans le même temps, aligner la direction des lignes d'alimentation et de terre avec la direction de transmission des données contribue à améliorer la résistance au bruit.

2. Conception de ligne de mise à la terre PCB

Les principes de la conception de la ligne de sol sont:

(1) la mise à la terre numérique est séparée de la mise à la terre analogique. S'il y a des circuits logiques et linéaires sur la carte, vous devez les séparer autant que possible. La mise à la terre des circuits basse fréquence doit être en un seul point et couplée à la masse, dans la mesure du possible. Lorsque le câblage réel est difficile, il peut être partiellement connecté en série, puis mis à la terre en parallèle. Les circuits à haute fréquence doivent être mis à la terre en série multipoints, les lignes de terre doivent être courtes et louées, et une feuille de mise à la terre de grande surface en forme de grille doit être utilisée autour des éléments à haute fréquence autant que possible.

(2) le fil de terre doit être aussi épais que possible. Si la ligne de terre utilise une ligne très serrée, le potentiel de terre varie avec le courant, ce qui réduit la résistance au bruit. Le fil de terre doit donc être épaissi pour lui permettre de traverser trois fois le courant autorisé sur la plaque d'impression. Le fil de terre devrait être 2 ~ 3mm ou plus si possible.

(3) le fil de terre forme un circuit fermé. Pour une carte de circuit imprimé constituée uniquement de circuits numériques, son circuit de masse est majoritairement agencé en boucle pour améliorer la résistance au bruit.

3. Configuration du condensateur de découplage

L'une des méthodes traditionnelles de conception de PCB consiste à configurer des condensateurs de découplage appropriés dans chaque Partie critique de la carte imprimée.

Les principes généraux de configuration des condensateurs de découplage sont:

(1) connectez un condensateur électrolytique de 10 ~ 100uf à l'entrée d'alimentation. Il est préférable de se connecter à 100uf ou plus si possible.

(2) en principe, chaque puce de circuit intégré devrait être équipée d'un condensateur en céramique de 0,01 PF. Si l'écart de la plaque d'impression n'est pas suffisant, un condensateur de 1 ~ 10pf peut être installé pour chaque 4 ~ 8 puces.

(3) pour les dispositifs qui ont une faible résistance au bruit et une grande variation de puissance lors de l'arrêt, tels que les dispositifs de stockage Ram et rom, un condensateur de découplage doit être connecté directement entre la ligne d'alimentation de la puce et la ligne de masse.

(4) Les conducteurs de condensateur ne doivent pas être trop longs, en particulier les condensateurs de dérivation haute fréquence.

En outre, il convient de noter les deux points suivants:

(1) Lorsqu'il y a des principes de conception pour les contacteurs, les relais, les boutons - poussoirs et d'autres éléments dans la carte. Lors de leur fonctionnement, de grandes décharges d'étincelles sont générées et le Circuit RC représenté sur la figure doit être utilisé pour absorber le courant de décharge. En général, R est de 1 ~ 2K et c est de 2,2 ~ 47uf.

(2) L'impédance d'entrée du CMOS est très élevée et sensible à l'induction, de sorte que les bornes inutilisées doivent être mises à la terre ou connectées à une alimentation positive lorsqu'elles sont utilisées.