PCB Tecnico - Sette abilità di layout e cablaggio del circuito stampato PCB

Poiché i requisiti di dimensione PCB stanno diventando sempre più piccoli, i requisiti di densità del dispositivo stanno diventando sempre più alti e la progettazione PCB diventa sempre più difficile. Come raggiungeremo un alto tasso di layout PCB e accorceremo il tempo di progettazione, quindi parleremo delle abilità di progettazione di pianificazione, layout e routing PCB. Il design dovrebbe essere attentamente analizzato e il software utensile dovrebbe essere impostato attentamente prima del cablaggio, il che renderà il design più in linea con i requisiti.

Uno, determinare il numero di strati del PCB

La dimensione del circuito stampato e il numero di strati di cablaggio devono essere determinati all'inizio della progettazione. Il numero di strati di cablaggio e il metodo STack-up influenzeranno direttamente il cablaggio e l'impedenza delle linee stampate. La dimensione della scheda aiuta anche a determinare il metodo di impilamento e la larghezza della linea stampata per ottenere l'effetto di progettazione desiderato. Attualmente, la differenza di costo tra schede multistrato è molto piccola ed è meglio utilizzare più strati di circuito e rendere la distribuzione del rame uniformemente all'inizio della progettazione.

2. Norme e restrizioni di progettazione

Per completare con successo il compito di cablaggio, gli strumenti di cablaggio devono funzionare secondo le regole e le restrizioni corrette. Per classificare tutte le linee di segnale con requisiti speciali, ogni classe di segnale dovrebbe avere una priorità. Più alta è la priorità, più severe sono le regole. Le regole riguardano la larghezza delle linee stampate, il numero massimo di vias, il grado di parallelismo, l'influenza reciproca tra le linee di segnale e il limite degli strati. Queste regole hanno una grande influenza sulle prestazioni dello strumento di cablaggio. Un'attenta considerazione dei requisiti di progettazione è un passo importante per un cablaggio di successo.

Terzo, il layout dei componenti

Nel processo di assemblaggio di ottimizzazione più avanzato, le regole di progettazione per fabbricabilità (DFM) limiteranno il layout dei componenti. Se il reparto assemblaggio consente ai componenti di muoversi, il circuito può essere opportunamente ottimizzato, il che è più conveniente per il cablaggio automatico. Pertanto, le regole e i vincoli definiti influenzeranno la progettazione del layout. Lo strumento di cablaggio automatico considera solo un segnale alla volta. Impostando i vincoli di cablaggio e impostando lo strato della linea di segnale, lo strumento di cablaggio può completare il cablaggio come immaginava il progettista.

La disposizione del cavo di alimentazione:

1. nel layout PCB, il circuito di disaccoppiamento dell'alimentazione elettrica dovrebbe essere progettato vicino ai circuiti pertinenti, piuttosto che posizionato nella parte di alimentazione elettrica, altrimenti influenzerà l'effetto bypass e la corrente pulsante fluirà sulla linea elettrica e sulla linea di terra, causando interferenze;

2. per la direzione dell'alimentazione elettrica all'interno del circuito, l'alimentazione dovrebbe essere fornita dalla fase finale alla fase precedente e il condensatore del filtro dell'alimentazione elettrica di questa parte dovrebbe essere disposto vicino alla fase finale;

3. Per alcuni canali di corrente principali, come la disconnessione o la misurazione della corrente durante il debug e il test, gli spazi di corrente dovrebbero essere disposti sui fili stampati durante il layout.

Inoltre, va notato che l'alimentazione regolata dovrebbe essere disposta su un circuito stampato separato il più possibile durante il layout. Quando l'alimentazione elettrica e il circuito condividono un circuito stampato, nel layout, dovrebbe essere evitato che l'alimentazione stabilizzata e i componenti del circuito siano mescolati o l'alimentazione elettrica e il circuito condividano il filo di terra. Poiché questo tipo di cablaggio non è solo facile da produrre interferenze, ma allo stesso tempo, il carico non può essere scollegato durante la manutenzione e solo una parte dei fili stampati può essere tagliato in quel momento, danneggiando così la scheda stampata.

Quattro, design a ventaglio

Nella fase di progettazione fan-out, ogni pin del dispositivo di montaggio superficiale dovrebbe avere almeno uno via, in modo che quando sono necessarie più connessioni, il circuito stampato possa eseguire la connessione interna, i test online e il ritrattamento del circuito. Al fine di massimizzare l'efficienza dello strumento di routing automatico, la dimensione via più grande e la linea stampata devono essere utilizzate il più possibile e l'intervallo è idealmente impostato a 50mil. È necessario adottare il tipo via che massimizza il numero di percorsi di cablaggio. Dopo attenta considerazione e previsione, la progettazione del circuito test online può essere effettuata nella fase iniziale della progettazione e realizzata nella fase successiva del processo produttivo. Determinare il tipo di via fan-out in base al percorso di cablaggio e test online del circuito. Potenza e terra influenzeranno anche il cablaggio e la progettazione del fan-out.

Cinque, cablaggio manuale e elaborazione dei segnali chiave

Ora e in futuro, il cablaggio manuale è un passo molto importante nella progettazione di circuiti stampati. L'uso del cablaggio manuale aiuta gli strumenti automatici di cablaggio per completare il lavoro di cablaggio. Routing e fissaggio manuale della rete selezionata (net), è possibile creare un percorso che può essere utilizzato per il routing automatico.

I segnali chiave vengono prima cablati, manualmente o in combinazione con strumenti di cablaggio automatici. Dopo che il cablaggio è completato, il personale tecnico e tecnico competente controllerà il cablaggio del segnale. Dopo che l'ispezione è passata, i cavi saranno fissati e quindi i segnali rimanenti saranno automaticamente cablati. A causa dell'esistenza di impedenza nel filo di terra, porterà interferenze di impedenza comune al circuito. Pertanto, durante il cablaggio, non collegare alcun punto con un simbolo di messa a terra a volontà, che può causare accoppiamento dannoso e influenzare il funzionamento del circuito. Alle frequenze più elevate, l'induttanza del filo sarà di diversi ordini di grandezza più grandi della resistenza del filo stesso. In questo momento, anche se solo una piccola corrente ad alta frequenza scorre attraverso il cavo, si verificherà una certa caduta di tensione ad alta frequenza. Pertanto, per i circuiti ad alta frequenza, il layout PCB dovrebbe essere organizzato nel modo più compatto possibile e i fili stampati dovrebbero essere il più corti possibile. Ci sono induttanza e capacità reciproche tra i fili stampati. Quando la frequenza di lavoro è grande, causerà interferenze ad altre parti, che è chiamata interferenza parassitaria di accoppiamento.

I metodi di soppressione che possono essere presi sono:

1. accorciare il cablaggio del segnale tra tutti i livelli il più possibile;

2. disporre tutti i livelli di circuiti in ordine di segnali per evitare di attraversare ogni livello di linee di segnale;

3. i fili di due pannelli adiacenti dovrebbero essere perpendicolari o incrociati, non paralleli;

4. Quando i fili di segnale devono essere posti in parallelo nella scheda, questi fili dovrebbero essere separati da una certa distanza il più possibile, o separati da fili di terra e cavi di alimentazione per raggiungere lo scopo di schermatura.

Sei, cablaggio automatico

Per il cablaggio dei segnali chiave, è necessario considerare il controllo di alcuni parametri elettrici durante il cablaggio, come la riduzione dell'induttanza distribuita, ecc. Dopo aver compreso i parametri di ingresso dello strumento di cablaggio automatico e l'impatto dei parametri di ingresso sul cablaggio, la qualità del cablaggio automatico può essere ottenuta in una certa misura. garanzia. Nel instradare automaticamente i segnali dovrebbero essere utilizzate regole generali. Impostando restrizioni e vietando le aree di cablaggio per limitare gli strati utilizzati da un dato segnale e il numero di vias utilizzati, lo strumento di cablaggio può instradare automaticamente i fili secondo le idee progettuali dell'ingegnere. Dopo aver impostato i vincoli e applicato le regole create, il routing automatico otterrà risultati simili alle aspettative. Una volta completata una parte del progetto, verrà riparato per evitare che venga influenzato dal successivo processo di instradamento. Il numero di cablaggi dipende dalla complessità del circuito e dal numero di regole generali definite. Gli strumenti di cablaggio automatici di oggi sono molto potenti e di solito possono completare il 100% del cablaggio. Tuttavia, quando lo strumento di cablaggio automatico non ha completato tutto il cablaggio del segnale, è necessario instradare manualmente i segnali rimanenti.

Sette, la disposizione del cablaggio PCB

Per alcuni segnali con pochi vincoli, la lunghezza del cablaggio è molto lunga. In questo momento, è possibile prima determinare quale cablaggio è ragionevole e quale cablaggio è irragionevole, quindi modificare manualmente per accorciare la lunghezza del cablaggio del segnale e ridurre il numero di vias.