PCB Tecnico - Metodo di divisione dello strato elettrico all'interno del PCB

(1) Prima di dividere lo strato elettrico interno di un PCB multistrato, è necessario prima definire uno strato elettrico interno e selezionare il comando [Design]/[Split Planes...] per far apparire la finestra di dialogo di divisione dello strato elettrico interno. La colonna Piani divisi correnti in questa finestra di dialogo si riferisce all'area in cui è stato diviso il livello elettrico interno. In questo esempio, il livello elettrico interno non è stato diviso, quindi la colonna Piani divisi correnti è vuota. I pulsanti Aggiungi, Modifica e Elimina nella colonna Piani divisi correnti vengono utilizzati rispettivamente per aggiungere una nuova area di alimentazione, modificare la rete selezionata ed eliminare la rete selezionata. L'opzione Mostra vista piano diviso selezionata sotto il pulsante viene utilizzata per impostare se visualizzare il diagramma schematico del piano diviso attualmente selezionato del piano elettrico interno. Se questa opzione è selezionata, una miniatura dell'area di rete divisa per l'area nel livello elettrico interno verrà visualizzata nella casella sottostante e il pin, pad o cavo con lo stesso nome della rete di livello elettrico interno sarà più alto nella miniatura Verrà evidenziato. Se questa opzione non è selezionata, non sarà evidenziata. Mostra la rete per opzione, selezionare questa opzione. Se una rete è stata assegnata al livello elettrico interno durante la definizione del livello elettrico interno, lo stato della connessione e del pin con lo stesso nome della rete verranno visualizzati nella casella sopra l'opzione.

(2) Fare clic sul pulsante Aggiungi e la finestra di dialogo interna di impostazione della segmentazione del livello elettrico apparirà.

Nella finestra di dialogo, la larghezza della traccia viene utilizzata per impostare la larghezza della linea quando si disegna il bordo ed è anche la distanza di isolamento tra diverse aree di rete sullo stesso livello elettrico interno, quindi la larghezza della traccia è solitamente impostata per essere relativamente grande.

Si raccomanda che i lettori inseriscano anche l'unità quando immettono il valore. Se qui vengono inseriti solo numeri e non vengono inserite unità, il sistema sarà predefinito per le unità nell'editor PCB corrente.

L'opzione Layer viene utilizzata per impostare il livello elettrico interno della divisione specificata. Qui è possibile selezionare i livelli elettrici interni Power e GND. In questo esempio, ci sono più livelli di tensione, quindi è necessario dividere lo strato interno Power per fornire diversi livelli di tensione per i componenti.

L'opzione Connetti alla rete viene utilizzata per specificare la rete collegata all'area divisa. Di solito lo strato elettrico interno viene utilizzato per il layout della rete elettrica e di terra, ma come potete vedere nell'elenco a discesa Connetti alla rete, l'intero livello interno della rete può essere collegato alla rete di segnale per la trasmissione del segnale, ma il progettista generale non lo gestisce in questo modo. La tensione del segnale e la corrente richieste dal segnale sono deboli e i requisiti del cavo sono piccoli, mentre la corrente di alimentazione è grande e è richiesta una resistenza interna equivalente più piccola. Pertanto, i segnali sono generalmente instradati sullo strato del segnale e lo strato elettrico interno è dedicato alle connessioni di rete di alimentazione e terra.

(3) Fare clic sul pulsante OK nella finestra di dialogo di impostazione della segmentazione del livello elettrico per immettere lo stato del disegno del bordo dell'area di rete.

Quando si disegna il telaio elettrico interno, l'utente generalmente nasconde le informazioni di altri livelli e visualizza solo il livello elettrico interno attualmente modificato, che è conveniente per disegnare il telaio. Selezionare il comando [Strumenti]/[Preferenze...] per aprire una finestra di dialogo. Selezionare l'opzione Visualizza, quindi selezionare la casella di controllo Modalità strato singolo. In questo modo, ad eccezione del livello di lavoro corrente Power, il resto dei livelli vengono nascosti.

Quando si divide lo strato elettrico interno, poiché l'area divisa comprende tutti i pin e pad della rete, l'utente di solito ha bisogno di conoscere la distribuzione dei pin e pad con lo stesso nome della rete elettrica per eseguire la divisione. Selezionare la rete VCC nello strumento Sfoglia PCB a sinistra e fare clic sul pulsante Seleziona per evidenziare la rete.

Dopo aver selezionato la rete VCC da accendere, i pad e i pin della rete etichettata VCC vengono confrontati con i pad PCB e pin di altre etichette di rete.

Dopo aver selezionato questi pad di rete con lo stesso nome, è possibile aggiungerli quando si disegna il contorno

I pad PCB sono inclusi nelle aree divise. In questo momento, queste reti di alimentazione possono essere collegate direttamente allo strato elettrico interno attraverso pad invece di collegarsi attraverso lo strato del segnale.

(4) Disegnare l'area di divisione dello strato elettrico interno.

Selezionare il comando [Design]/[Dividi piani...] per aprire la finestra di dialogo interna di divisione piano elettrico, fare clic sul pulsante Aggiungi e visualizzare la finestra di dialogo interna di impostazione della divisione piano elettrico. Per prima cosa selezionare la rete 12V, fare clic sul pulsante OK, il cursore si trasforma in una croce, ed è possibile avviare la segmentazione nel livello elettrico interno.

Quando si disegna la linea di bordo della cornice, è possibile premere "Maiusc + barra spaziatrice" per modificare la forma angolare della traccia, oppure premere TAB per modificare le proprietà del livello elettrico interno. Dopo aver disegnato un'area chiusa (il punto iniziale e il punto finale coincidono), il sistema apre automaticamente la finestra di dialogo interna di segmentazione del livello elettrico, in cui è possibile vedere un'area segmentata, che viene visualizzata nell'interfaccia di modifica PCB.

Dopo aver aggiunto lo strato elettrico interno, ingrandire su un certo pad 12V, è possibile vedere che il pad non è collegato al cavo, ma un segno "+" appare sul pad, che indica che il pad è stato collegato allo strato elettrico interno di connessione.

Dopo aver completato la divisione del livello elettrico interno, è possibile modificare ed eliminare la rete del livello elettrico interno posizionata nella finestra di dialogo. Fare clic sul pulsante Modifica per visualizzare la finestra di dialogo Proprietà del livello elettrico interno, in cui è possibile modificare la larghezza della linea di contorno, il livello elettrico interno e la rete collegata, ma non è possibile modificare la forma del contorno. Se non sei soddisfatto della direzione e della forma del contorno, puoi solo fare clic sul pulsante Elimina per ridisegnare il contorno; oppure selezionare il comando [Modifica]/[Sposta]/[Dividi vertici piani] per modificare la linea di confine interna del livello elettrico. Spostare le maniglie sul contorno per modificare la forma del contorno. Dopo il completamento, fare clic sul pulsante Sì nella finestra di dialogo di conferma pop-up per completare la ridisegnazione.

Principi di base della segmentazione interna degli strati elettrici

Dopo aver completato la segmentazione dello strato elettrico interno, questa sezione introdurrà diverse questioni a cui è necessario prestare attenzione durante la segmentazione dello strato elettrico interno.

(1) Quando si disegnano i confini di diverse aree di rete nello stesso strato elettrico interno, le linee di confine di queste aree possono sovrapporsi tra loro, che è anche un metodo comunemente usato. Perché nel processo di produzione della scheda PCB, il confine è la parte del film di rame che deve essere corrosa, cioè, uno spazio isolante separa i film di rame con diverse etichette di rete. In questo modo, l'area del film di rame dello strato elettrico interno può essere pienamente utilizzata e nessun conflitto di isolamento elettrico sarà causato.

(2) Quando si disegna il confine, cercare di non lasciare che la linea di confine passi attraverso i pad dell'area a cui collegare. Poiché il confine è la parte del film di rame che deve essere corrosa durante il processo di fabbricazione della scheda PCB, ci possono essere problemi nella connessione tra il pad e lo strato elettrico interno a causa del processo di fabbricazione. Pertanto, nella progettazione PCB, cercare di garantire che il confine non passi attraverso i pad con lo stesso nome della rete.

(3) Quando si disegna il confine interno dello strato elettrico, se tutti i pad della stessa rete non possono essere inclusi a causa di motivi oggettivi, questi pad possono anche essere collegati tramite routing dello strato di segnale. Tuttavia, nell'applicazione pratica delle schede multistrato, questa situazione dovrebbe essere evitata il più possibile. Perché se il cablaggio dello strato di segnale viene utilizzato per collegare questi pad allo strato elettrico interno, equivale a collegare una resistenza più grande (resistenza del cablaggio dello strato di segnale) e una resistenza più piccola (resistenza interna del film di rame dello strato di rame) in serie. L'importante vantaggio dell'utilizzo di una scheda multistrato è quello di ridurre efficacemente l'impedenza della linea collegando l'alimentazione elettrica e il terreno attraverso una vasta area di film di rame, ridurre l'offset potenziale di terra causato dalla resistenza al suolo PCB e migliorare le prestazioni anti-interferenza. Pertanto, nella progettazione effettiva, si dovrebbe cercare di evitare di collegare la rete di alimentazione tramite cavi.