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Processo di progettazione PCB del circuito stampato a 6 strati
I produttori di elaborazione di chip SMT introducono in dettaglio il processo di progettazione PCB del circuito stampato e i problemi a cui dovrebbe essere prestata attenzione. Nel processo di progettazione, sono adottati diversi principi di layout per componenti comuni e alcuni componenti speciali; confrontare i vantaggi e gli svantaggi di cablaggio manuale, cablaggio automatico e cablaggio interattivo; Introdurre circuiti PCB e i metodi adottati per ridurre le interferenze tra circuiti Misure correlate. Combinando l'esperienza di progettazione personale, prendi come esempio il design PCB della scheda centrale integrata mobile ARM basata su ARM, introduce brevemente il processo di progettazione PCB della scheda a quattro strati e i problemi correlati a cui dovrebbe essere prestata attenzione.
I circuiti stampati (PCB) svolgono un ruolo nel supporto degli elementi e dei dispositivi del circuito nei prodotti elettronici e, allo stesso tempo, forniscono collegamenti elettrici tra gli elementi del circuito e i dispositivi. Infatti, il design del PCB non riguarda solo l'organizzazione e il fissaggio dei componenti, ma anche i pin che collegano i componenti sono così semplici. La sua qualità ha una grande influenza sulla capacità anti-interferenza del prodotto. Svolge anche un ruolo decisivo nelle prestazioni dei prodotti futuri. Con il rapido sviluppo della tecnologia elettronica, le dimensioni di componenti e prodotti sono diventate sempre più piccole e la frequenza di lavoro è diventata sempre più alta, il che aumenta notevolmente la densità dei componenti sul PCB, il che aumenta anche la difficoltà della progettazione e dell'elaborazione del PCB. Pertanto, si può dire che la progettazione PCB è sempre uno dei contenuti più importanti nello sviluppo e nella progettazione di prodotti elettronici. 1 Layout Il cosiddetto layout è quello di disporre razionalmente tutti i componenti nel diagramma del circuito su un PCB con un'area limitata. Dal punto di vista del segnale, ci sono principalmente tre tipi di circuiti di segnale digitali, circuiti di segnale analogici e circuiti misti a segnale. Quando progettiamo un circuito a segnale misto, dobbiamo considerare attentamente e posizionare i componenti sul circuito a mano per separare i componenti digitali e analogici.
Nel processo di organizzazione del layout PCB, il problema più critico è: interruttori, pulsanti, manopole e altre parti operative e parti strutturali (denominate "componenti speciali"), ecc., devono essere disposti in anticipo nelle posizioni designate (appropriate). Dopo il posizionamento, è possibile impostare le proprietà dei componenti e selezionare l'elemento LOCK, in modo da evitare di spostarli per errore in futuro; e per la posizione di altri componenti, è necessario prendere in considerazione la velocità di layout del cablaggio e le migliori prestazioni elettriche. Ottimizzazione e molti fattori come la tecnologia di produzione futura e il costo. Il cosiddetto "equilibrio" è spesso una sfida per il livello e l'esperienza dello staff di progettazione.
Il principio di layout dei componenti speciali
1. Il cablaggio tra i componenti dovrebbe essere accorciato il più possibile e cercare di ridurre i loro parametri di distribuzione e le interferenze elettromagnetiche reciproche. I componenti suscettibili di interferenze elettromagnetiche non dovrebbero essere posizionati troppo vicini tra loro e i componenti in ingresso e in uscita dovrebbero essere il più lontano possibile l'uno dall'altro.
2.There può essere una differenza di potenziale elevata tra alcuni componenti o fili, quindi la distanza tra di loro dovrebbe essere aumentata per evitare cortocircuiti accidentali causati da scarica; Allo stesso tempo, dal punto di vista della sicurezza, i componenti ad alta tensione dovrebbero essere il più possibile disposti in un luogo che non è facile da raggiungere durante il debug.
3. Per i grandi dispositivi con una massa di più di 15g, dovrebbero essere fissati con staffe prima della saldatura. Tali componenti grandi, pesanti e generatori di calore non dovrebbero essere montati sul circuito stampato, ma dovrebbero essere montati sulla piastra inferiore del telaio di tutta la macchina; e il problema di dissipazione del calore dovrebbe essere considerato. Eccetto per i dispositivi protetti dalla temperatura).
4. per la disposizione di componenti regolabili quali potenziometri regolabili, induttori, condensatori variabili e micro interruttori, i requisiti strutturali di tutta la macchina dovrebbero essere considerati. Se è regolato all'interno della macchina, dovrebbe essere posizionato sul circuito stampato dove è conveniente per la regolazione; se è regolato all'esterno della macchina, la sua posizione deve essere adattata alla posizione della manopola di regolazione sul pannello del telaio.
La disposizione dei componenti comuni
1. disporre la posizione di ogni unità di circuito secondo il flusso del circuito, in modo che il layout sia conveniente per la circolazione del segnale e cercare di mantenere il segnale nella stessa direzione.
2. Prendere il componente centrale di ogni circuito funzionale come centro e stendere intorno ad esso. I componenti dovrebbero essere uniformemente, ordinatamente e compattamente disposti sul PCB. Ridurre al minimo e accorciare i cavi e le connessioni tra dispositivi.
3. Per i circuiti che funzionano ad alte frequenze, i parametri distribuiti tra i componenti devono essere considerati. In circostanze normali, il circuito dovrebbe essere disposto in parallelo il più possibile, non solo può raggiungere il bello effetto, ma anche facile da installare saldatura e produzione di massa.
4. I componenti situati al bordo del circuito stampato sono generalmente non meno di 2mm lontano dal bordo del circuito stampato; La forma migliore del circuito stampato è rettangolare e il suo rapporto di aspetto può essere 3: 2 o 4: 3. Quando la dimensione del circuito stampato è più grande di 200mm * 150mm, la forza meccanica del circuito stampato dovrebbe essere considerata. Se nel processo di progettazione effettivo, la dimensione richiesta della scheda PCB non può essere determinata all'inizio, il design può essere leggermente più grande. Al termine del lavoro di progettazione del PCB, è possibile selezionare Design-Board Shape-Ridefinere Board Shape in Protel DXP per tagliare correttamente il PCB originale.
Inoltre, secondo la mia esperienza lavorativa effettiva, se si desidera espandere o ridurre alcune funzioni del circuito stampato esistente, è necessario riprogettare un nuovo PCB. Nel layout effettivo, è possibile fare riferimento al layout sulla scheda madre e manualmente I componenti sono disposti in posizioni appropriate; Durante il processo di cablaggio, le regolazioni vengono effettuate in base alle esigenze reali per migliorare ulteriormente la velocità di distribuzione.
Cablaggio Il cablaggio è quello di collegare tutti i fili secondo il diagramma schematico impostando il diagramma di cablaggio della lamina di rame dopo il layout. Ovviamente, il grado ragionevole del layout influenzerà direttamente il tasso di successo del cablaggio, quindi è spesso necessario apportare modifiche appropriate al layout durante l'intero processo di cablaggio. per progetti estremamente complessi, possono essere presi in considerazione anche schemi di cablaggio multistrato.
Nella progettazione PCB, il cablaggio è un passo importante per completare la progettazione del prodotto. Si può dire che tutte le preparazioni precedenti sono fatte per questo. Il cablaggio PCB include cablaggio su un lato, cablaggio su due lati e cablaggio multistrato. Ci sono due modi di instradamento: instradamento automatico e instradamento interattivo.
Nella progettazione PCB, i progettisti spesso vogliono essere in grado di utilizzare il routing automatico. In circostanze normali, non è un problema utilizzare il cablaggio automatico per circuiti di segnale digitali puri (in particolare basso livello di segnale e bassa densità del circuito). Tuttavia, nella progettazione di segnali analogici. Quando vengono utilizzati circuiti stampati a segnale misto o ad alta velocità, se viene utilizzato anche il cablaggio automatico, possono verificarsi problemi e possono anche causare gravi problemi di prestazioni del circuito.
Attualmente, anche se ci sono già alcuni strumenti di cablaggio automatico che sono molto potenti, di solito possono raggiungere il 100% della velocità di distribuzione, ma l'aspetto generale non è molto bello, a volte la disposizione del cablaggio è disordinata e il cablaggio tra i due pin non è il percorso più breve (ottimale). Per progetti con circuiti relativamente complicati, cercare di non utilizzare completamente il cablaggio automatico. Si raccomanda che prima di adottare il routing automatico, prima di utilizzare un metodo interattivo per pre-cablare quelle linee con requisiti rigorosi. Allo stesso tempo, i bordi dell'estremità di ingresso e dell'estremità di uscita dovrebbero essere evitati adiacenti al parallelo per evitare interferenze di riflessione; il cablaggio di due strati adiacenti dovrebbe essere perpendicolare l'uno all'altro e il parallelismo è incline all'accoppiamento parassitario. Questo vincolo può essere aggiunto nelle regole di cablaggio. La velocità di distribuzione del routing automatico dipende da un buon layout. Le regole di cablaggio dovrebbero essere stabilite in anticipo, compreso il numero di curve, il numero di vias e il numero di passaggi.
Generalmente, esplorare la linea della città prima, collegare rapidamente la linea corta prima; Quindi eseguire il cablaggio a labirinto, in primo luogo ottimizzare il percorso di cablaggio globale della linea da posare, può scollegare la linea posata in base alla necessità e ridistribuirla, per migliorare l'effetto complessivo. Durante il cablaggio manuale, al fine di garantire la corretta attuazione del circuito, è necessario seguire alcune regole generali di progettazione: provare a utilizzare il piano di terra come loop corrente; separare il piano di terra analogico dal piano di terra digitale; se il piano di terra è separato dalla linea di segnale, quindi ridurre il terreno. Per l'interferenza del ciclo corrente, la traccia del segnale deve essere perpendicolare al piano di terra; il circuito analogico dovrebbe essere posizionato il più vicino possibile al bordo del circuito stampato e il circuito digitale dovrebbe essere posizionato il più vicino possibile all'estremità del collegamento di alimentazione. Questo viene fatto per ridurre l'effetto di/dt causato dall'interruttore digitale.
Il design anti-jamming ha una stretta relazione con il circuito specifico ed è anche un problema tecnico molto complicato. Ecco alcune brevi introduzioni basate sull'esperienza nel processo di progettazione PCB. 1. La progettazione del cavo di alimentazione. Secondo le dimensioni della corrente PCB, rendere la larghezza della linea elettrica il più spessa possibile (nelle regole di progettazione del cablaggio, è possibile fare nuove regole di vincolo per la larghezza della linea della linea elettrica e della linea di terra separatamente), ridurre la resistenza del ciclo e prestare particolare attenzione alla linea di alimentazione, La direzione dell'alimentazione del cavo di terra è opposta alla direzione di trasmissione di dati e segnali, che aiuta a migliorare la capacità anti-rumore. 2. La progettazione del filo di terra. Il cavo di terra è sia un cavo di alimentazione speciale che un cavo di segnale.
Oltre a seguire i principi di progettazione del cavo di alimentazione, dovrebbe anche essere raggiunto: terra digitale e terra analogica dovrebbero essere separati; se sul circuito sono presenti sia circuiti logici che circuiti lineari, devono essere separati il più possibile; I circuiti a bassa frequenza dovrebbero essere il più possibile singoli. I punti sono collegati in parallelo e se ci sono difficoltà nel cablaggio effettivo, possono essere parzialmente collegati in serie e quindi collegati in parallelo; I circuiti ad alta frequenza devono essere collegati in serie con più punti. Il filo di terra dovrebbe essere corto e spesso.
Utilizzare il più possibile rame simile alla griglia intorno ai componenti ad alta frequenza; Prova ad allargare la larghezza dei cavi di alimentazione e di massa. È meglio rendere i fili di terra più ampi dei cavi di alimentazione. La relazione tra le loro larghezze è filo di terra>filo di alimentazione>filo di segnale.
La messa a terra del sistema di circuiti digitali forma un ciclo chiuso, cioè forma una rete a terra, che può migliorare la capacità anti-rumore.
La corrente digitale non dovrebbe fluire attraverso dispositivi analogici e la corrente ad alta velocità non dovrebbe fluire attraverso dispositivi a bassa velocità. 5. Aggiungere condensatori di disaccoppiamento tra i fili di terra di alimentazione per migliorare la capacità anti-interferenza del circuito di alimentazione.
