PCB Tecnico - Layout e routing del circuito stampato

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:

Cercare di accorciare il più possibile il cablaggio tra componenti ad alta frequenza, 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.

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 a mano durante il debug.

I componenti di peso superiore a 15g devono essere fissati con staffe e quindi saldati. Quei componenti che sono grandi, pesanti e generano molto calore non dovrebbero essere installati sul circuito stampato, ma dovrebbero essere installati sulla piastra inferiore del telaio di tutta la macchina e il problema di dissipazione del calore dovrebbe essere considerato. I componenti termici dovrebbero essere lontani dai componenti di riscaldamento.

Per la disposizione di componenti regolabili quali potenziometri, induttori regolabili, condensatori variabili e micro interruttori, i requisiti strutturali dell'intera macchina devono 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 corrispondere alla posizione della manopola di regolazione sul pannello del telaio.

La posizione occupata dal foro di posizionamento della scheda stampata e dalla staffa fissa deve essere riservata. Quando si stabiliscono tutti i componenti del circuito secondo le unità funzionali del circuito, devono essere rispettati i seguenti principi:

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

Prendete il componente principale di ogni circuito funzionale come centro e disponetevi intorno ad esso. I componenti dovrebbero essere disposti in modo uniforme, ordinato e compatto sul PCB. Ridurre al minimo e accorciare i cavi e le connessioni tra i componenti.

Per i circuiti che operano 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.

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.

cablaggio

Il principio del cablaggio è il seguente:

I fili utilizzati per l'ingresso (estremità di controllo) e l'estremità di uscita dovrebbero cercare di evitare vicini adiacenti paralleli. È meglio aggiungere un filo di terra schermato per evitare l'accoppiamento di feedback. Per i cavi di ingresso (terminale di controllo) e di uscita al di fuori della scheda PCBA, deve essere presa una schermatura (utilizzando cavi schermati) o l'ingresso (terminale di controllo e cablaggio di uscita devono essere collegati separatamente per evitare interferenze di accoppiamento del segnale.

La larghezza minima del conduttore del circuito stampato è determinata principalmente dalla forza di adesione tra il conduttore e il substrato isolante e dal valore corrente che scorre attraverso di loro. Quando lo spessore della lamina di rame è 0,05 mm e la larghezza è 1～15mm, la temperatura non sarà superiore a 3 gradi Celsius attraverso la corrente di 2A, quindi la larghezza del filo di 1,5 mm può soddisfare i requisiti.

Per i circuiti integrati, in particolare quelli digitali, viene solitamente selezionata una larghezza del filo da 0,02 a 0,3 mm. Naturalmente, il più a lungo possibile, utilizzare un cavo il più ampio possibile, in particolare il cavo di alimentazione e il cavo di terra. La distanza minima dei fili è determinata principalmente dalla resistenza di isolamento peggiore e dalla tensione di rottura tra i fili. Per i circuiti integrati, in particolare quelli digitali, fino a quando il processo lo consente, il passo può essere piccolo fino a 5-8mm.

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.

Pad

Il foro centrale del pad 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.

Progettazione della linea sorgente

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.

Progettazione del filo di terra

I principi della progettazione del filo di terra sono:

Separare terra digitale da 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 un foglio di terra di grande area dovrebbe essere utilizzato intorno al componente ad alta frequenza.

Uno dei metodi convenzionali di PCB design n è quello di configurare condensatori di disaccoppiamento appropriati su ogni parte chiave della scheda stampata.

I cavi del condensatore non dovrebbero essere troppo lunghi, specialmente per i condensatori bypass ad alta frequenza.