PCB Tecnico - Sintesi dell'ingegnere: enciclopedia tecnologica PROTEL (One)

1. Errori comuni nei diagrammi schematici:

(1) Non c'è segnale collegato al perno di segnalazione ERC:

a. gli attributi I/O sono definiti per i pin al momento della creazione del pacchetto;

b. gli attributi della griglia incoerenti vengono modificati quando i componenti vengono creati o posizionati e i pin e i fili non sono collegati;

c. Quando si crea il componente, la direzione del perno viene invertita e l'estremità del nome non del perno deve essere collegata.

(2) Il componente è uscito dal bordo del disegno: nessun componente è stato creato al centro della carta diagramma della libreria dei componenti.

(3) La tabella di rete del file di progetto creato può essere importata solo parzialmente nel PCB: quando viene generata la netlist, globale non viene selezionata.

(4) Quando si utilizzano componenti multi-parte creati da voi stessi, non utilizzare mai annotate.

2. Errori comuni nel PCB:

(1) Si segnala che il NODE non viene trovato durante il caricamento della rete:

a. I componenti dello schema schematico utilizzano pacchetti che non sono nella libreria PCB;

b. I componenti dello schema schematico utilizzano pacchetti con nomi incoerenti nella libreria PCB;

c. I componenti dello schema schematico utilizzano pacchetti con numeri di pin incoerenti nella libreria PCB. Ad esempio, un triodo: i numeri pin in sch sono e, b e c, mentre quelli in PCB sono 1, 2 e 3.

(2) Non può sempre essere stampato su una pagina durante la stampa:

a. non è all'origine quando si crea la libreria PCB;

b. I componenti sono stati spostati e ruotati molte volte e ci sono caratteri nascosti al di fuori dei confini della scheda PCB. Scegliere di mostrare tutti i caratteri nascosti, ridurre il PCB e quindi spostare i caratteri al confine.

(3) La rete di segnalazione della RDC è divisa in più parti:

Indica che questa rete non è connessa. Guarda il file del rapporto e usa CONNECTED COPPER per trovarlo.

Inoltre, ricorda agli amici di utilizzare WIN2000 il più possibile per ridurre la possibilità di schermata blu; Esportare il file più volte per creare un nuovo file DDB per ridurre le dimensioni del file e la possibilità di un deadlock protel. Se fai un design più complicato, cerca di non utilizzare il cablaggio automatico.

Nella progettazione PCB, il cablaggio è un passo importante per completare la progettazione del prodotto. Si può dire che i preparativi precedenti sono fatti per esso. Nell'intero PCB, il processo di progettazione del cablaggio ha il limite più alto, le migliori competenze e il maggior carico di lavoro. Il cablaggio PCB include cablaggio monolato, cablaggio bifacciale e cablaggio multistrato. Ci sono anche due modi di cablaggio: cablaggio automatico e cablaggio interattivo. Prima del cablaggio automatico, è possibile utilizzare interattivo per pre-cablare le linee più esigenti. I bordi dell'estremità di ingresso e dell'estremità di uscita devono essere evitati adiacenti al parallelo per evitare interferenze di riflessione. Se necessario, il filo di terra dovrebbe essere aggiunto per l'isolamento e il cablaggio di due strati adiacenti dovrebbe essere perpendicolare l'uno all'altro. L'accoppiamento parassitico è facile da verificarsi in parallelo.

La velocità di routing del routing automatico dipende da un buon layout. Le regole di routing possono essere preimpostate, compreso il numero di tempi di piegatura, il numero di vias e il numero di passaggi. Generalmente, esplorare il cablaggio dell'ordito prima, collegare rapidamente i cavi corti e quindi eseguire il cablaggio del labirinto. In primo luogo, il cablaggio da posare è ottimizzato per il percorso di cablaggio globale. Può scollegare i fili posati come necessario. E cercare di re-wire per migliorare l'effetto complessivo.

L'attuale design PCB ad alta densità ha ritenuto che il foro passante non sia adatto e spreca molti canali di cablaggio preziosi. Per risolvere questa contraddizione, sono emerse tecnologie di fori ciechi e sepolti, che non solo svolgono il ruolo del foro passante, ma risparmia anche molti canali di cablaggio per rendere il processo di cablaggio più conveniente, più fluido e più completo. Il processo di progettazione della scheda PCB è un processo complesso e semplice. Per padroneggiare bene, è necessaria una vasta progettazione di ingegneria elettronica. Solo quando il personale lo sperimenta da solo può ottenerne il vero significato.

1 Trattamento dell'alimentazione elettrica e del cavo di massa

Anche se il cablaggio nell'intera scheda PCB è completato molto bene, l'interferenza causata dalla considerazione impropria dell'alimentazione elettrica e del filo di terra ridurrà le prestazioni del prodotto e a volte influenzerà anche il tasso di successo del prodotto. Pertanto, il cablaggio dei cavi elettrici e di terra deve essere preso sul serio e l'interferenza acustica generata dai cavi elettrici e di terra deve essere minimizzata per garantire la qualità del prodotto.

Ogni ingegnere impegnato nella progettazione di prodotti elettronici comprende la causa del rumore tra il cavo di massa e il cavo di alimentazione, e ora solo la riduzione del rumore è descritta:

È ben noto per aggiungere condensatori di disaccoppiamento tra l'alimentazione elettrica e terra. 7 X2 B3 K) Y/? " e( A1 F/ t# Y4 x, n

Prova ad allargare la larghezza dei cavi di alimentazione e di massa, preferibilmente il cavo di terra è più ampio del cavo di alimentazione, la loro relazione è: filo di terra>filo di alimentazione>filo di segnale, di solito la larghezza del cavo del segnale è: 0.2～0.3mm, la larghezza più piccola può essere raggiunta 0.05～0.07mm, cavo di alimentazione è 1.2～2.5 mm

Per il PCB del circuito digitale, un ampio cavo di terra può essere utilizzato per formare un loop, cioè per formare una rete di terra da utilizzare (la terra del circuito analogico non può essere utilizzata in questo modo)

Utilizzare una grande area di strato di rame per la messa a terra e collegare i luoghi inutilizzati sul circuito stampato al terreno per la messa a terra. Oppure può essere trasformato in una scheda multistrato e l'alimentazione elettrica e il cavo di terra occupano uno strato ciascuno.

2. elaborazione a terra comune del circuito digitale e del circuito analogico

Molti PCB non sono più circuiti monofunzionali (circuiti digitali o analogici), ma sono composti da una miscela di circuiti digitali e analogici. Pertanto, è necessario considerare l'interferenza reciproca tra di loro durante il cablaggio, in particolare l'interferenza acustica sul filo di terra.

La frequenza del circuito digitale è alta e la sensibilità del circuito analogico è forte. Per la linea di segnale, la linea di segnale ad alta frequenza dovrebbe essere il più lontano possibile dal dispositivo sensibile del circuito analogico. Per la linea di terra, l'intero PCB ha un solo nodo al mondo esterno, quindi il problema del terreno comune digitale e analogico deve essere affrontato all'interno del PCB e la terra digitale e analogica all'interno della scheda sono effettivamente separati e non sono collegati tra loro, ma all'interfaccia (come spine, ecc.) che collega il PCB al mondo esterno. C'è una breve connessione tra la terra digitale e la terra analogica. Si prega di notare che c'è un solo punto di collegamento. Ci sono anche motivi non comuni sul PCB, che è determinato dal design del sistema.

3. La linea del segnale è posta sullo strato elettrico (terra)

Nel cablaggio della scheda stampata a più strati, perché non ci sono molti fili rimasti nello strato della linea di segnale che non sono stati disposti, l'aggiunta di più strati causerà sprechi e aumenterà il carico di lavoro di produzione e il costo aumenterà di conseguenza. Per risolvere questa contraddizione, puoi considerare il cablaggio sullo strato elettrico (terra). Lo strato di potenza dovrebbe essere considerato in primo luogo, e lo strato di terra secondo. Perché è meglio preservare l'integrità della formazione.

4. Trattamento delle gambe di collegamento in conduttori di grande area

Nella messa a terra di grande area (elettricità), le gambe dei componenti comuni sono collegate ad esso. Il trattamento delle gambe di collegamento deve essere considerato in modo completo. In termini di prestazioni elettriche, è meglio collegare i cuscinetti delle gambe dei componenti alla superficie in rame. Ci sono alcuni pericoli nascosti indesiderabili nella saldatura e nell'assemblaggio di componenti, come: 1. La saldatura richiede riscaldatori ad alta potenza. 2. È facile causare giunti di saldatura virtuali. Pertanto, sia le prestazioni elettriche che i requisiti di processo sono trasformati in cuscinetti a reticolo incrociato, chiamati schermi termici, comunemente noti come pastiglie termiche (termiche), in modo che i giunti di saldatura virtuali possano essere generati a causa dell'eccessivo calore della sezione trasversale durante la saldatura. L'elaborazione della gamba di potenza (terra) della scheda multistrato è la stessa.

5. Il ruolo del sistema di rete nel cablaggio

In molti sistemi CAD, il cablaggio è determinato dal sistema di rete. La griglia è troppo densa e il percorso è aumentato, ma il passo è troppo piccolo e la quantità di dati sul campo è troppo grande, ciò comporterà inevitabilmente requisiti più elevati per lo spazio di archiviazione del dispositivo e anche la velocità di calcolo dei prodotti elettronici basati su computer. Grande influenza. Alcuni percorsi non sono validi, come quelli occupati dai cuscinetti delle gambe del componente o da fori di montaggio e fori fissi. Griglie troppo scarse e canali troppo pochi hanno un grande impatto sul tasso di distribuzione. Pertanto, ci deve essere un sistema di griglia ben distanziato e ragionevole per sostenere il cablaggio.

La distanza tra le gambe dei componenti standard è di 0,1 pollici (2,54 mm), quindi la base del sistema di griglia è generalmente impostata a 0,1 pollici (2,54 mm) o un multiplo integrale di meno di 0,1 pollici, come: 0,05 pollici, 0,025 pollici, 0,02 pollici ecc.

6. Controllo delle regole di progettazione (RDC)

Dopo che il progetto di cablaggio è completato, è necessario verificare attentamente se il progetto di cablaggio è conforme alle regole formulate dal progettista ed è anche necessario confermare se le regole stabilite soddisfano i requisiti del processo di produzione del cartone stampato. L'ispezione generale ha i seguenti aspetti:

Se la distanza tra linea e linea, linea e pad componente, linea e foro passante, pad componente e foro passante, foro passante e foro passante, foro passante e foro passante è ragionevole e se soddisfa i requisiti di produzione.

La larghezza della linea elettrica e della linea di terra è appropriata e esiste un accoppiamento stretto tra la linea elettrica e la linea di terra (impedenza a bassa onda)? C'è un posto nel PCB dove il filo di terra può essere allargato?

Se sono state adottate le misure migliori per le linee di segnale chiave, come la lunghezza più breve, la linea di protezione è aggiunta e la linea di ingresso e di uscita sono chiaramente separate.

Se ci sono cavi di terra separati per circuito analogico e circuito digitale.

Se la grafica (come icone e annotazioni) aggiunta al PCB causerà cortocircuito del segnale.

Modifica alcune forme di linea indesiderate.

C'è una linea di processo sul PCB? Se la maschera di saldatura soddisfa i requisiti del processo di produzione, se la dimensione della maschera di saldatura è appropriata e se il logo del carattere è premuto sul pad del dispositivo, in modo da non influenzare la qualità dell'apparecchiatura elettrica.

Se il bordo esterno del telaio dello strato di terra di alimentazione nella scheda multistrato è ridotto, ad esempio, il foglio di rame dello strato di terra di alimentazione è esposto all'esterno della scheda ed è facile causare un cortocircuito. Panoramica Lo scopo di questo documento è quello di spiegare il processo di utilizzo del software di progettazione per schede stampate PowerPCB dei pad per la progettazione di schede stampate e alcune precauzioni, di fornire specifiche di progettazione per i progettisti in un gruppo di lavoro e di facilitare la comunicazione e l'ispezione reciproca tra i progettisti.

2. Processo di progettazione

Il processo di progettazione PCB è suddiviso in sei fasi: ingresso netlist, impostazione delle regole, layout dei componenti, cablaggio, ispezione, revisione e uscita.

2.1 Input Netlist

Ci sono due modi per entrare nella netlist. Uno è quello di utilizzare la funzione di connessione OLE PowerPCB di PowerLogic, selezionare Invia Netlist e utilizzare la funzione OLE per mantenere il diagramma schematico e il diagramma PCB coerenti in qualsiasi momento per ridurre al minimo la possibilità di errori. Un altro metodo è caricare la netlist direttamente in PowerPCB, selezionare File->Importa e inserire la netlist generata dal diagramma schematico.

2.2 Impostazioni delle regole

Queste regole sono sparite, perché quando viene inserita la netlist, le regole di progettazione sono state inserite in PowerPCB insieme alla netlist. Se le regole di progettazione vengono modificate, lo schema schematico deve essere sincronizzato per garantire che lo schema schematico sia coerente con il PCB. Oltre alle regole di progettazione e alle definizioni dei livelli, ci sono anche alcune regole che devono essere impostate, come Pad Stack, che devono modificare le dimensioni dei vias standard. Se il progettista crea un nuovo pad o via, deve essere aggiunto il livello 25.

Nota: le regole di progettazione PCB, le definizioni dei livelli, le impostazioni e le impostazioni di uscita CAM sono state inserite nel file di avvio predefinito, denominato Default.stp. Dopo che la netlist è inserita, in base alla situazione effettiva del progetto, assegnare la rete di alimentazione e terra al livello di potenza e strato e impostare altre regole avanzate. Dopo aver impostato tutte le regole, in PowerLogic, utilizzare la funzione Rules From PCB di OLE PowerPCB Connection per aggiornare le impostazioni delle regole nello schema per garantire che le regole dello schema e del PCB siano coerenti.

2.3 Disposizione dei componenti

Dopo aver inserito la netlist, tutti i componenti saranno posizionati al punto zero dell'area di lavoro e sovrapposti insieme. Il passo successivo è separare questi componenti e organizzarli ordinatamente secondo alcune regole, cioè il layout dei componenti. PowerPCB fornisce due metodi, layout manuale e layout automatico.

2.3.1 Disposizione manuale

1. Disegnare il profilo del bordo per le dimensioni strutturali del bordo stampato dello strumento.

2. Disporre i componenti (Disperse Components), i componenti saranno disposti intorno al bordo della scheda.

3. Spostare e ruotare i componenti uno per uno, metterli all'interno del bordo della scheda e posizionarli ordinatamente secondo determinate regole.

2.3.2 Layout automatico

Power PCB fornisce layout automatico e layout locale automatico del cluster, ma per la maggior parte dei progetti, l'effetto non è ideale e non è raccomandato. 2.3.3 Questioni che richiedono attenzione

a. Il primo principio del layout è quello di garantire la velocità di cablaggio, prestare attenzione alla connessione dei cavi volanti durante lo spostamento del dispositivo e mettere insieme i dispositivi connessi

b. Separare i dispositivi digitali dai dispositivi analogici e tenerli il più lontano possibile

c. Il condensatore di disaccoppiamento è il più vicino possibile al VCC del dispositivo

d. Quando si posiziona il dispositivo, considerare la saldatura futura, non troppo densa

e. utilizzare le funzioni Array e Union fornite dal software più per migliorare l'efficienza del layout,

2.4 Cablaggio.

Ci sono anche due modi di cablaggio, cablaggio manuale e cablaggio automatico. La funzione di cablaggio manuale fornita da PowerPCB è molto potente, tra cui spinta automatica e controllo delle regole di progettazione online (RDC). Il cablaggio automatico viene eseguito dal motore di cablaggio di Specttra. Di solito questi due metodi sono usati insieme. I passaggi comuni sono manuale-automatico-manuale.

2.4.1 Cablaggio manuale

1. prima del cablaggio automatico, prima mano-lay alcune reti importanti, come orologi ad alta frequenza, alimentatori principali, ecc Queste reti spesso hanno requisiti speciali per la distanza di cablaggio, la larghezza della linea, la spaziatura della linea e la schermatura; Inoltre, alcuni imballaggi speciali, come BGA, è difficile organizzare regolarmente il cablaggio automatico e devono essere utilizzati cablaggi manuali.

2. Dopo il routing automatico, il routing PCB deve essere regolato da routing manuale.

2.4.2 Cablaggio automatico

Al termine del cablaggio manuale, la rete rimanente viene consegnata al router automatico per il panno. Selezionare Strumenti->SPECTRA, avviare l'interfaccia del router Spectra, impostare il file DO e premere Continua per avviare il cablaggio automatico del router Spectra. Dopo il completamento, se il tasso di cablaggio è del 100%, allora è possibile regolare manualmente il cablaggio; Se raggiunge il 100%, indica che c'è un problema con il layout o il cablaggio manuale e il layout o il cablaggio manuale devono essere regolati fino a quando non vengono effettuate tutte le connessioni.

2.4.3 Questioni che richiedono attenzione

a. Rendere il cavo di alimentazione e il cavo di massa il più spesso possibile

b. Prova a collegare il condensatore di disaccoppiamento direttamente al VCC

c. Quando si imposta il file DO di Spectra, aggiungere prima il comando Proteggi tutti i fili per proteggere i fili rivestiti manualmente da essere ridistribuiti dal router automatico

d. Se c'è uno strato di potenza mista, è necessario definire il livello come piano diviso/misto, dividerlo prima del cablaggio e dopo il cablaggio, utilizzare il collegamento aereo di Pour Manager per versare rame

e. Impostare tutti i pin del dispositivo in modalità pad termico impostando Filtro su Pin, selezionare tutti i pin, modificare le proprietà e selezionare l'opzione Termica

f. Durante il routing manuale, attivare l'opzione DRC e utilizzare il routing dinamico (Dynamic Route)

2.5 Ispezione

Gli elementi da controllare includono Clearance, Connectivity, High Speed e Plane. Questi elementi possono essere selezionati da Strumenti->Verifica progettazione. Se la regola dell'alta velocità è impostata, deve essere controllata, altrimenti è possibile saltare questo elemento. Se viene rilevato un errore, il layout e il cablaggio devono essere modificati.

Nota: Alcuni errori possono essere ignorati. Ad esempio, quando una parte del contorno di alcuni connettori è posizionata al di fuori del telaio della scheda, si verificano errori durante il controllo della spaziatura; Inoltre, ogni volta che le tracce e le vie vengono modificate, il rame deve essere placcato nuovamente.

2.6 Revisione

La revisione si basa sulla "checklist PCB", che include regole di progettazione, definizioni dei livelli, larghezze di linea, spaziatura, pad e impostazioni tramite; concentrarsi anche sulla revisione della razionalità del layout dei dispositivi, del routing delle reti elettriche e terrestri e delle reti di clock ad alta velocità. Cablaggio e schermatura, posizionamento e collegamento dei condensatori di disaccoppiamento, ecc. Se il controllo non è qualificato, il progettista deve modificare il layout e il cablaggio. Dopo il passaggio, il controllore e il progettista firmano separatamente.

2.7 Produzione progettuale

Il design PCB può essere esportato in una stampante o in un file gerber. La stampante può stampare il PCB in strati, il che è conveniente per i progettisti e i revisori per controllare; il file gerber viene consegnato al produttore della scheda per produrre la scheda stampata. L'output del file gerber è molto importante. È legato al successo o al fallimento di questo disegno. Quanto segue si concentrerà sulle questioni che richiedono attenzione quando si esce il file gerber.

a. Gli strati che devono essere prodotti includono gli strati di cablaggio (compresi gli strati di cablaggio superiore, inferiore e centrale), gli strati di potenza (compresi gli strati VCC e GND), gli strati di serigrafia (compresi gli schermi di seta superiore e inferiore), e maschere di saldatura (comprese le maschere di saldatura superiore) e la maschera di saldatura dello strato inferiore), e anche generare un file di perforazione (NC Drill)

b. Se il livello di alimentazione è impostato su Split/Mixed, quindi selezionare Routing nella voce Documento della finestra Aggiungi documento e ogni volta che viene emesso il file gerber, è necessario utilizzare Plane Connect di Pour Manager per versare rame sul diagramma PCB; Se è impostato su Piano CAM, selezionare Piano. Quando si imposta l'elemento Livello, aggiungere Layer25 e selezionare Pads e Viasc nel layer Layer25. Nella finestra delle impostazioni del dispositivo (premere Device Setup), modificare il valore di Aperture a 199

c. Quando si imposta il livello di ogni livello, selezionare il profilo della scheda

d. Quando si imposta il livello del livello serigrafia, non selezionare Tipo di parte, selezionare il livello superiore (livello inferiore) e contorno, testo, riga 9 del livello serigrafia

e. Quando si imposta lo strato dello strato della maschera di saldatura, selezionare vias per indicare che nessuna maschera di saldatura è aggiunta alle vias e non selezionare vias per indicare le maschere di saldatura, a seconda della situazione specifica.

f. Quando si generano file di perforazione, utilizzare le impostazioni predefinite di PowerPCB e non apportare modifiche

g. Dopo l'uscita di tutti i file gerbera, aprirli e stamparli con CAM350, e controllarli secondo la "lista di controllo PCB" dal progettista e revisore

Via è uno dei componenti importanti del PCB multistrato, e il costo della perforazione di solito rappresenta dal 30% al 40% dei costi di produzione del PCB. In poche parole, ogni foro sul PCB può essere chiamato via. Dal punto di vista funzionale, i vias possono essere suddivisi in due categorie: una viene utilizzata per i collegamenti elettrici tra strati; l'altro è utilizzato per il fissaggio o il posizionamento di dispositivi. In termini di processo, questi vias sono generalmente divisi in tre categorie, vale a dire vias ciechi, vias sepolti e vias attraverso. I vias ciechi si trovano sulla superficie superiore e inferiore del circuito stampato e hanno una certa profondità. Sono utilizzati per collegare la linea superficiale e la linea interna sottostante. La profondità del foro di solito non supera un certo rapporto (apertura). Foro sepolto si riferisce al foro di collegamento situato nello strato interno del circuito stampato, che non si estende alla superficie del circuito stampato. I due tipi di fori sopra menzionati sono situati nello strato interno del circuito stampato e sono completati da un processo di formatura del foro passante prima della laminazione e diversi strati interni possono essere sovrapposti durante la formazione del via. Il terzo tipo è chiamato un foro passante, che penetra l'intero circuito stampato e può essere utilizzato per l'interconnessione interna o come foro di posizionamento di montaggio del componente. Poiché il foro passante è più facile da implementare nel processo e il costo è inferiore, la maggior parte dei circuiti stampati lo utilizza invece degli altri due tipi di fori passanti. I seguenti fori, se non diversamente specificato, sono considerati fori passanti.

Dal punto di vista della progettazione, una via è composta principalmente da due parti, una è il foro del trapano nel mezzo e l'altra è l'area del pad intorno al foro del trapano, come mostrato nella figura sottostante. La dimensione di queste due parti determina la dimensione della via. Ovviamente, nel design PCB ad alta velocità e ad alta densità, i progettisti sperano sempre che più piccolo è il foro passante, meglio è, in modo che possa essere lasciato più spazio di cablaggio sulla scheda. Inoltre, più piccolo è il foro via, la capacità parassitaria propria. Più piccolo è, più adatto ai circuiti ad alta velocità. Tuttavia, la riduzione della dimensione del foro comporta anche un aumento dei costi e le dimensioni dei vias non possono essere ridotte indefinitamente. È limitato da tecnologie di processo come foratura e placcatura: più piccolo è il foro, più il foro viene forato. Più lungo il foro richiede, più facile è deviare dalla posizione centrale; e quando la profondità del foro supera 6 volte il diametro del foro forato, non si può garantire che la parete del foro possa essere placcata uniformemente con rame. Ad esempio, lo spessore (attraverso la profondità del foro) di una normale scheda PCB a 6 strati è di circa 50Mil, quindi il diametro minimo di perforazione che i produttori di PCB possono fornire può raggiungere solo 8Mil.