Tecnologia PCBA - Sei principi fondamentali della progettazione delle PMI

Progettazione PMI

1. Layout dei componenti

Il layout è quello di disporre i componenti in modo uniforme e ordinato sul PCB in conformità con i requisiti dello schema elettrico schematico e le dimensioni dei componenti e può soddisfare i requisiti di prestazione meccanica ed elettrica dell'intera macchina. Se il layout è ragionevole o non influisce solo sulle prestazioni e l'affidabilità del montaggio PCB e dell'intera macchina, ma influisce anche sulla difficoltà del PCB e della sua elaborazione e manutenzione del montaggio, quindi cerca di fare quanto segue quando layout:

I componenti sono distribuiti uniformemente e i componenti dello stesso circuito dell'unità dovrebbero essere disposti relativamente concentrati per facilitare il debug e la manutenzione;

I componenti con interconnessioni dovrebbero essere disposti relativamente vicini l'uno all'altro al fine di aumentare la densità di cablaggio e garantire la distanza di cablaggio più breve;

I componenti sensibili al calore dovrebbero essere disposti lontano dai componenti che generano grandi quantità di calore;

I componenti che possono avere interferenze elettromagnetiche tra loro devono essere schermati o isolati.

2. Regole di cablaggio

Il cablaggio è quello di disporre i fili stampati in conformità con lo schema elettrico schematico, la tabella del filo e la larghezza e la spaziatura del filo richiesti. Il cablaggio dovrebbe generalmente rispettare le seguenti regole:

Sotto la premessa di soddisfare i requisiti di utilizzo, il cablaggio può essere semplice e non complicato, e l'ordine del metodo di cablaggio è singolo strato, doppio strato-multistrato.

La disposizione del cavo tra le due piastre di collegamento dovrebbe essere il più breve possibile e i segnali sensibili e i piccoli segnali dovrebbero andare prima per ridurre il ritardo e l'interferenza di piccoli segnali. La schermatura del cavo di terra dovrebbe essere posta accanto alla linea di ingresso del circuito analogico; il cablaggio dello stesso strato dovrebbe essere distribuito uniformemente; l'area conduttiva su ogni strato dovrebbe essere relativamente bilanciata per evitare che la scheda si deformi.

Quando si cambia la direzione della linea del segnale, dovrebbe essere obliqua o liscia e il raggio di curvatura dovrebbe essere più grande per evitare la concentrazione del campo elettrico, la riflessione del segnale e l'impedenza aggiuntiva.

Il cablaggio del circuito digitale e del circuito analogico dovrebbero essere separati per evitare interferenze reciproche. Se si trovano sullo stesso strato, i fili del sistema di terra e del sistema di alimentazione dei due circuiti dovrebbero essere posati separatamente e i fili di segnale di frequenze diverse dovrebbero essere separati dalla posa di fili di terra., Per evitare chiacchiere incrociate. Per comodità della prova, i punti di rottura e i punti di prova necessari devono essere fissati nella progettazione.

Quando i componenti del circuito sono messi a terra e collegati all'alimentazione, le tracce devono essere il più brevi possibile e il più vicino possibile per ridurre la resistenza interna.

Le tracce dello strato superiore e inferiore dovrebbero essere perpendicolari l'una all'altra per ridurre l'accoppiamento, e le tracce superiore e inferiore non dovrebbero essere allineate o parallele.

Le lunghezze delle linee I/O multiple dei circuiti ad alta velocità e delle linee IO dei circuiti quali amplificatori differenziali e amplificatori bilanciati dovrebbero essere uguali per evitare inutili ritardi o spostamenti di fase.

Quando il pad è collegato a una più grande area conduttiva, un filo sottile con una lunghezza non inferiore a 0,5 mm dovrebbe essere utilizzato per l'isolamento termico e la larghezza del filo sottile non dovrebbe essere inferiore a 0,13 mm.

Il filo più vicino al bordo della scheda dovrebbe essere a più di 5 mm di distanza dal bordo della scheda stampata e il filo di messa a terra può essere vicino al bordo della scheda quando necessario. Se la guida deve essere inserita durante la lavorazione della scheda stampata, la distanza tra il filo e il bordo della scheda deve essere almeno superiore alla profondità della scanalatura di guida.

I cavi di alimentazione e di massa comuni sulla scheda bifacciale devono essere instradati il più vicino possibile al bordo della scheda e distribuiti sulla superficie della scheda. La scheda multistrato può essere fornita con uno strato di potere e uno strato di terra sullo strato interno e collegarsi ai fili di alimentazione e di massa di ogni strato attraverso fori metallizzati. Forza di legame tra strati di pannelli multistrato.

3. Larghezza del filo

La larghezza del filo stampato è determinata dalla corrente di carico del filo, dall'aumento di temperatura ammissibile e dall'adesione del foglio di rame. Generalmente, la larghezza del filo del bordo stampato non è inferiore a 0,2 mm e lo spessore è superiore a 18 μm. Più sottile è il filo, più difficile è lavorare. Pertanto, quando lo spazio di cablaggio lo consente, un cavo più ampio dovrebbe essere selezionato in modo appropriato. I principi generali di progettazione sono i seguenti:

Lo spessore della linea del segnale dovrebbe essere lo stesso, il che è vantaggioso per l'abbinamento di impedenza. Generalmente, la larghezza di linea raccomandata è 0.2~0.3mm (812mil). Per la linea di terra di alimentazione, più grande è l'area di cablaggio, meglio ridurre le interferenze. È meglio schermare il segnale ad alta frequenza con un cavo di terra, che può migliorare l'effetto di trasmissione.

Nei circuiti ad alta velocità e nei circuiti a microonde, viene specificata l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione. In questo momento, la larghezza e lo spessore del filo dovrebbero soddisfare i requisiti caratteristici di impedenza.

Nella progettazione di circuiti ad alta potenza, dovrebbe essere presa in considerazione anche la densità di potenza. In questo momento, la larghezza della linea, lo spessore e le prestazioni di isolamento tra le linee dovrebbero essere considerate. Se è un conduttore interno, la densità di corrente ammissibile è circa la metà di quella del conduttore esterno.

4. Spaziatura del filo stampata

La resistenza di isolamento tra i conduttori sulla superficie della scheda stampata è determinata dalla distanza dei conduttori, dalla lunghezza delle sezioni parallele dei conduttori adiacenti e dal mezzo isolante (compreso il materiale di base e l'aria). Quando lo spazio di cablaggio lo consente, la distanza dei conduttori dovrebbe essere opportunamente aumentata.

5. Selezione dei componenti

La selezione dei componenti dovrebbe considerare pienamente l'area effettiva della scheda PCB e utilizzare componenti convenzionali il più possibile. Non perseguire ciecamente componenti di piccole dimensioni per evitare l'aumento dei costi. I dispositivi IC dovrebbero prestare attenzione alla forma del perno e alla spaziatura del perno. I QFP con una distanza dei pin inferiore a 0,5 mm dovrebbero essere attentamente considerati. È meglio scegliere direttamente i dispositivi confezionati BGA. Inoltre, si dovrebbe considerare la forma di imballaggio dei componenti, la dimensione dell'elettrodo terminale, la saldabilità, l'affidabilità del dispositivo, la tolleranza alla temperatura (ad esempio se può soddisfare le esigenze di saldatura senza piombo).

Dopo aver selezionato i componenti, deve essere creato un database di componenti, che includa informazioni pertinenti quali dimensioni dell'installazione, dimensioni del perno e produttori.

6. Selezione del substrato PCB

Il substrato deve essere selezionato in base alle condizioni di utilizzo e ai requisiti di prestazione meccanica ed elettrica del PCB; il numero di superfici rivestite di rame del substrato (cartone monolato, doppio o multistrato) deve essere determinato in base alla struttura del cartone stampato; Secondo le dimensioni del bordo stampato, l'area dell'unità porta la massa dei componenti e determina lo spessore del bordo del substrato. Il costo dei diversi tipi di materiali varia notevolmente. I seguenti fattori devono essere considerati quando si sceglie un substrato PCB

requisiti di prestazione elettrica;

Fattori quali Tg, CTE, planarità e la capacità di metallizzazione del foro;

Il fattore prezzo.