Tecnologia PCBA - 6 principi fondamentali di progettazione PCB

1. Layout

In primo luogo, considera la dimensione del PCB. Quando la dimensione del PCB è troppo grande, le linee stampate saranno lunghe, l'impedenza aumenterà, la capacità anti-rumore diminuirà e anche il costo aumenterà; Se la dimensione del PCB è troppo piccola, la dissipazione del calore non sarà buona e le linee adiacenti saranno facilmente disturbate. Dopo aver determinato la dimensione del PCB, determinare la posizione dei componenti speciali. Infine, secondo le unità funzionali del circuito, tutti i componenti del circuito sono disposti.

Nel determinare l'ubicazione dei componenti speciali occorre osservare i seguenti principi:

(1) accorciare il cablaggio tra componenti ad alta frequenza il più possibile, cercare di ridurre i loro parametri di distribuzione e le interferenze elettromagnetiche reciproche. I componenti suscettibili di interferenze non dovrebbero essere troppo vicini l'uno all'altro e i componenti in ingresso e in uscita dovrebbero essere tenuti il più lontano possibile.

(2) Ci può essere una differenza di potenziale elevata tra alcuni componenti o fili e la distanza tra loro dovrebbe essere aumentata per evitare cortocircuiti accidentali causati da scarica. I componenti ad alta tensione dovrebbero essere disposti per quanto possibile in luoghi che non sono facilmente raggiungibili dalle mani durante il debug.

(3) La posizione occupata dal foro di posizionamento del bordo stampato e dalla staffa fissa dovrebbe essere riservata.

Secondo l'unità funzionale del circuito. Nella posa di tutti i componenti del circuito, devono essere rispettati i seguenti principi:

(1) Disporre la posizione di ogni unità di circuito funzionale secondo il flusso del circuito, in modo che il layout sia conveniente per la circolazione del segnale e il segnale sia mantenuto nella stessa direzione possibile.

(2) Prendete il componente centrale di ogni circuito funzionale come centro e disporrete intorno ad esso. I componenti dovrebbero essere disposti uniformemente, ordinatamente e compattamente sul PCB. Ridurre al minimo e accorciare i cavi e le connessioni tra i componenti.

(3) Per i circuiti che funzionano ad alte frequenze, devono essere presi in considerazione i parametri distribuiti tra i componenti. Generalmente, il circuito dovrebbe essere disposto in parallelo il più possibile. In questo modo, non è solo bello, ma anche facile da installare e saldare. È facile da produrre in massa.

(4) I componenti situati al bordo del circuito stampato sono generalmente non meno di 2mm di distanza dal bordo del circuito stampato. La forma migliore del circuito stampato è rettangolare. Il rapporto di aspetto è da 3:2 a 4:3. Quando la dimensione del circuito stampato è più grande di 200x150mm, la forza meccanica del circuito stampato dovrebbe essere considerata.

2. Cablaggio

I principi del cablaggio sono i seguenti:

(1) I fili utilizzati per i terminali di ingresso e uscita dovrebbero cercare di evitare di essere adiacenti e paralleli. È meglio aggiungere fili di terra tra i fili per evitare l'accoppiamento di feedback.

(2) La larghezza minima del filo stampato è determinata principalmente dalla forza di adesione tra il filo e il substrato isolante e dal valore corrente che scorre attraverso di loro.

(3) Gli angoli dei conduttori stampati sono generalmente ad arco e l'angolo retto o l'angolo incluso influenzerà le prestazioni elettriche nel circuito ad alta frequenza. Inoltre, cerca di evitare di utilizzare fogli di rame di grande area, altrimenti il foglio di rame si espanderà e cadrà quando riscaldato per lungo tempo. Quando è richiesta una lamina di rame di grande area, è meglio utilizzare una forma di griglia. Ciò contribuirà ad eliminare il gas volatile generato dal riscaldamento dell'adesivo tra la lamina di rame e il substrato.

3. Pad

Il foro centrale del pad (dispositivo in linea) è leggermente più grande del diametro del cavo del dispositivo. Se il pad è troppo grande, è facile formare una falsa saldatura. Il diametro esterno D del cuscinetto è generalmente non inferiore a (d+1,2) mm, dove d è il diametro del piombo. Per i circuiti digitali ad alta densità, il diametro minimo del pad può essere (d+1,0) mm.

Misure anti-interferenza PCB e circuiti:

Il design anti-inceppamento del circuito stampato ha una stretta relazione con il circuito specifico. Qui, vengono spiegate solo alcune misure comuni di progettazione anti-inceppamento PCB.

1. Design del cavo di alimentazione

Secondo le dimensioni della corrente del circuito stampato, cercare di aumentare la larghezza della linea elettrica per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, rendere la direzione della linea elettrica e della linea di terra coerente con la direzione della trasmissione dei dati, che aiuta a migliorare la capacità anti-rumore.

2. Lot design

I principi della progettazione del filo di terra sono:

(1) La terra digitale è separata dalla terra analogica. Se ci sono entrambi circuiti logici e circuiti lineari sul circuito stampato, dovrebbero essere separati il più possibile. La terra del circuito a bassa frequenza dovrebbe essere messa a terra in parallelo in un unico punto il più possibile. Quando il cablaggio effettivo è difficile, può essere parzialmente collegato in serie e quindi messo a terra in parallelo. Il circuito ad alta frequenza dovrebbe essere messo a terra in più punti in serie, il filo di terra dovrebbe essere corto e affittato e il foglio di terra di grande area simile a griglia dovrebbe essere utilizzato intorno al componente ad alta frequenza il più possibile.

(2) Il filo di messa a terra dovrebbe essere il più spesso possibile. Se il filo di terra utilizza una linea molto stretta, il potenziale di terra cambia con il cambiamento della corrente, che riduce le prestazioni anti-rumore. Pertanto, il filo di terra dovrebbe essere ispessito in modo che possa passare tre volte la corrente consentita sul bordo stampato. Se possibile, il filo di messa a terra dovrebbe essere 2~3mm o più.

(3) Il filo di terra forma un ciclo chiuso. Per le schede stampate composte solo da circuiti digitali, la maggior parte dei loro circuiti di messa a terra sono disposti in loop per migliorare la resistenza al rumore.

4. Configurazione del condensatore di disaccoppiamento

Uno dei metodi convenzionali di progettazione PCB è quello di configurare condensatori di disaccoppiamento appropriati su ogni parte chiave della scheda stampata. I principi generali di configurazione dei condensatori di disaccoppiamento sono:

(1) Collegare un condensatore elettrolitico 10 ~ 100uf attraverso l'ingresso di potenza. Se possibile, è meglio connettersi a 100uF o più.

(2) In linea di principio, ogni chip del circuito integrato dovrebbe essere dotato di un condensatore ceramico 0.01uf~0.1uf. Se lo spazio della scheda stampata non è sufficiente, un condensatore 1~10pF può essere organizzato per ogni chip 4~8.

(3) Per i dispositivi con debole capacità anti-rumore e grandi cambiamenti di potenza durante l'arresto, come i dispositivi di memoria RAM e ROM, un condensatore di disaccoppiamento dovrebbe essere collegato direttamente tra la linea di alimentazione e la linea di terra del chip.

5. Via design

Nella progettazione PCB ad alta velocità, vias apparentemente semplici spesso porteranno grandi effetti negativi alla progettazione del circuito. Al fine di ridurre gli effetti avversi causati dagli effetti parassitari delle vie, possiamo fare del nostro meglio nella progettazione.

(1) considerando sia il costo che la qualità del segnale, scelga una dimensione ragionevole tramite dimensione. Ad esempio, per il design PCB del modulo di memoria a 6-10 strati, è meglio utilizzare 10/20mil (forato / pad). Per alcune schede ad alta densità di piccole dimensioni, si può anche provare a utilizzare vias 8/18mil. buco. Nelle condizioni tecniche attuali, è difficile utilizzare vias di piccole dimensioni (quando la profondità del foro supera 6 volte il diametro del foro forato, è impossibile garantire che la parete del foro possa essere placcata uniformemente con rame); Per i vias di potenza o terra, prendere in considerazione l'uso di una dimensione più grande per ridurre l'impedenza.

(2) Cercate di non cambiare gli strati delle tracce del segnale sulla scheda PCB, cioè cercate di non utilizzare vias inutili.

(3) I perni dell'alimentazione elettrica e del terreno dovrebbero essere perforati nelle vicinanze e il cavo tra la via e il perno dovrebbe essere il più breve possibile

(4) Posizionare alcuni vias a terra vicino ai vias dello strato di cambio del segnale per fornire il ciclo più vicino per il segnale. È anche possibile posizionare un gran numero di vias di terra ridondanti sulla scheda PCB.

6. Alcune esperienze nella riduzione del rumore e delle interferenze elettromagnetiche

(1) I chip a bassa velocità possono essere utilizzati invece dei chip ad alta velocità. I chip ad alta velocità sono utilizzati nei luoghi chiave

(2) Un resistore può essere utilizzato in serie per ridurre la velocità di salto dei bordi superiori e inferiori del circuito di controllo.

(3) Prova a fornire qualche forma di smorzamento per i relè, come lo smorzamento della corrente di regolazione RC

(4) Utilizzare l'orologio di frequenza più bassa che soddisfa i requisiti di sistema.

(5) L'orologio dovrebbe essere il più vicino possibile al dispositivo che utilizza l'orologio. Il guscio dell'oscillatore di cristallo di quarzo dovrebbe essere messo a terra. L'area dell'orologio dovrebbe essere cerchiata con un filo di terra. Il cavo dell'orologio dovrebbe essere il più corto possibile. Non eseguire fili sotto il cristallo di quarzo o sotto dispositivi sensibili al rumore. I segnali di selezione dell'orologio, del bus e del chip dovrebbero essere lontani dalle linee di I/O e dai connettori. La linea di clock perpendicolare alla linea I/O ha meno interferenze rispetto al parallelo alla linea I/O.

(6) Non lasciare il terminale di ingresso del circuito gate che non è in uso. Il terminale di ingresso positivo dell'amplificatore op inutilizzato è messo a terra e il terminale di ingresso negativo è collegato al terminale di uscita.