Teknik PCB - Bagaimana untuk merancang papan PCB Frekuensi Tinggi

Bagaimana untuk merancang papan PCB Frekuensi Tinggi

Papan sirkuit SMT adalah salah satu komponen yang tidak diperlukan dalam desain pemasangan permukaan. Papan sirkuit SMT adalah sokongan komponen sirkuit dan peranti dalam produk elektronik. Ia melaksanakan sambungan elektrik antara komponen sirkuit dan peranti. Dengan pengembangan teknologi elektronik, papan PCB semakin kecil dan lebih padat, dan papan PCB semakin meningkat. Oleh itu, papan PCB diperlukan mempunyai bentangan keseluruhan yang lebih tinggi dan lebih tinggi, kemampuan anti-jamming, proses dan kemudahan penghasilan.

Langkah utama desain papan PCB frekuensi tinggi

1: Lukis diagram skematik.

2: Penciptaan perpustakaan komponen.

3: Tetapkan hubungan sambungan rangkaian antara diagram skematik dan komponen pada papan sirkuit cetak.

4: Kabel dan bentangan.

5: Cipta data penggunaan produksi PCB dan data penggunaan produksi label.

Masalah berikut patut dianggap dalam rancangan papan PCB frekuensi tinggi:

1. Pastikan bahawa grafik unsur skematik sirkuit konsisten dengan objek sebenar dan bahawa sambungan rangkaian dalam skematik sirkuit adalah betul.

2. Ralat papan PCB frekuensi tinggi tidak hanya mempertimbangkan hubungan sambungan rangkaian bagi diagram skematik, tetapi juga beberapa keperluan rangkaian. Keperlukan rangkaian sirkuit terutamanya termasuk lebar tali kuasa, wayar tanah dan beberapa wayar lain, sambungan garis, ciri-ciri frekuensi tinggi beberapa komponen, impedance dan anti-gangguan komponen, dll.

3. Keperlukan pemasangan seluruh sistem papan PCB frekuensi tinggi, terutamanya mempertimbangkan lubang pemasangan, plug, lubang pemasangan, titik rujukan, dll. untuk memenuhi keperluan, pemasangan dan pemasangan tepat pelbagai komponen di lokasi yang ditetapkan, pada masa yang sama, untuk memudahkan pemasangan, penyahpepijatan sistem, ventilasi dan sejuk.

4. Untuk kemudahan penghasilan papan PCB frekuensi tinggi dan keperluan teknologinya, perlu dikenali dengan spesifikasi desain dan memenuhi keperluan proses produksi supaya papan PCB frekuensi tinggi yang direka boleh dihasilkan dengan lancar.

5. Anggap bahawa komponen mudah dipasang, nyahpepijat dan perbaikan dalam produksi, dan pada masa yang sama, grafik, pads ikatan, melalui lubang pada papan PCB frekuensi tinggi patut dinyatakan untuk memastikan komponen tidak bertentangan satu sama lain dan mudah dipasang.

6. Tujuan untuk merancang papan PCB frekuensi tinggi adalah terutama untuk dilaksanakan, jadi kita perlu mempertimbangkan kemudahan dan kepercayaannya, dan mengurangkan lapisan dan kawasan papan PCB frekuensi tinggi pada masa yang sama, untuk mengurangkan kos. Pad, laluan dan laluan yang lebih besar secara sesuai menyebabkan meningkatkan kepercayaan, mengurangkan laluan, optimizasikan laluan, membuat mereka kompat, seragam dan konsisten. Buat bentangan keseluruhan panel lebih cantik.

Untuk mencapai tujuan yang diinginkan papan sirkuit cetak, bentangan keseluruhan papan PCB frekuensi tinggi dan letakkan komponen bermain peran kunci, yang secara langsung mempengaruhi pemasangan, kepercayaan, ventilasi dan sejuk, dan keseluruhan kabel seluruh papan sirkuit cetak.

Dimensi luar papan sirkuit dicetak mengambil keutamaan. Apabila saiz PCB terlalu besar, garis dicetak panjang, meningkat keterlaluan, kekurangan keterlaluan bunyi, meningkat kos, penyebaran panas adalah lemah, dan garis bersebelahan adalah susceptible untuk gangguan. Oleh itu, posisi yang masuk akal saiz dan bentuk PCB diberikan dahulu. Untuk menentukan kedudukan unsur istimewa dan sirkuit unit, seluruh sirkuit patut dibahagi ke beberapa sirkuit unit atau modul mengikut aliran sirkuit, dan ditengahkan pada komponen inti setiap sirkuit unit (seperti sirkuit terintegrasi). Komponen lain patut diatur pada papan PCB dalam tertib tertentu secara serentak, rapi dan sempit, tetapi tidak terlalu dekat dengan unsur besar ini, dan pada jarak tertentu. Terutama untuk komponen yang lebih besar dan lebih tinggi, menjaga jarak tertentu di sekeliling mereka untuk membantu penyelesaian dan perbaikan. Untuk sirkuit terintegrasi kuasa tinggi, sink panas warna patut dipertimbangkan, dan cukup ruang perlu ditinggalkan untuk ia dan ditempatkan dalam kedudukan ventilasi yang baik dan sejuk papan cetak. Juga, jangan terlalu berkonsentrasi. Beberapa komponen besar seharusnya ditempatkan pada papan yang sama pada jarak tertentu, dan dalam arah 45 sudut, litar terintegrasi yang lebih kecil seperti SOP seharusnya diatur sepanjang paksi, dan komponen kapasitif bertentangan seharusnya diatur secara menegak dan paksi, semuanya berkaitan dengan arah pemindahan proses produksi PCB. Ini memungkinkan komponen untuk diatur secara terus menerus, dengan itu mengurangi kesalahan yang berlaku dalam penyeludupan. Dioda yang mengeluarkan cahaya untuk paparan patut ditempatkan pada pinggir papan sirkuit cetak kerana mereka digunakan untuk pengawasan semasa aplikasi.

Beberapa tukar, unsur penyesuaian halus, dll. patut ditempatkan di tempat mudah-untuk-beroperasi. Parameter distribusi diantara komponen patut dianggap dalam sirkuit frekuensi yang sama. Parameter distribusi diantara komponen patut dianggap dalam sirkuit frekuensi tinggi umum. Sirkuit umum seharusnya mengatur komponen selari mungkin, yang tidak hanya indah, tetapi juga mudah dipasang dan menyala, dan juga mudah untuk mengeluarkan batch produk. Komponen yang terletak di pinggir papan sirkuit mesti 3-5cm jauh dari pinggir. Koeficen pengembangan panas, konduktiviti panas, resistensi panas dan kuasa bengkok plat PCB patut dianggap untuk menghindari kesan negatif pada komponen atau PCB dalam produksi.

Selepas menentukan kedudukan dan bentuk komponen pada PCB, pertimbangkan kabel PCB.

Dengan kedudukan unsur, ia adalah prinsip untuk lalui papan sirkuit cetak secepat mungkin mengikut kedudukan unsur. Jalan pendek, penjara kecil saluran dan kawasan, sehingga kadar langsung akan lebih tinggi. Kawalan pada ujung input dan output papan PCB patut cuba untuk mengelakkan garis selari bersebelahan, lebih baik dengan garis tanah diantara dua garis. Untuk menghindari sambungan balas sirkuit. Jika papan sirkuit cetak adalah papan berbilang lapisan, arah garis isyarat setiap lapisan berbeza dari lapisan sebelah. Untuk beberapa garis isyarat penting, sepatutnya disetujui dengan perancang garis bahawa garis isyarat berbeza khusus sepatutnya berjalan dalam pasangan, cuba untuk menjaganya selari, dekat satu sama lain, dan mempunyai sedikit perbezaan dalam panjang. Semua komponen pada papan PCB minimum dan pendek wayar dan sambungan antara komponen. Lebar minimum wayar dalam papan PCB terutamanya ditentukan oleh kekuatan melekat antara wayar dan substrat lapisan pengisihan dan nilai semasa melalui mereka. Apabila tebal foli tembaga adalah 0.05mm dan lebar 1-1.5mm, suhu tidak akan lebih tinggi dari 3 darjah melalui semasa 2A. Lebar 1.5 mm lead boleh memenuhi keperluan, untuk sirkuit terintegrasi, terutama sirkuit digital, biasanya 0.02-0.03mm dipilih. Sudah tentu, selama yang dibenarkan, kami menggunakan wayar sebanyak mungkin, terutama kuasa dan wayar tanah di papan PCB, dan jarak minimum wayar adalah terutama ditentukan oleh kekebalan izolasi antar garis terburuk dan voltas pecah. Untuk beberapa litar terintegrasi (IC), jarak boleh kurang dari 5-8 mm dari sudut pandang proses. Panduan cetak biasanya mempunyai lengkung paling kecil pada bengkok, menghindari laluan yang bengkok kurang dari 90 darjah. Secara umum, kawat papan sirkuit cetak sepatutnya seragam, kompat dan konsisten. Lupakan menggunakan kawasan besar foli tembaga dalam sirkuit sebanyak mungkin, jika tidak, apabila panas dijana untuk terlalu lama dalam proses penggunaan, pengembangan foli tembaga dan pembuangan akan berlaku dengan mudah. Jika kawasan besar foil tembaga mesti digunakan, kawat grid boleh digunakan. Port kawat adalah pad. Lubang tengah pad lebih besar daripada diameter utama peranti. Apabila pad terlalu besar, ia mudah membentuk penywelding maya. Diameter luar pad D biasanya tidak kurang dari (d+1.2) mm, di mana D adalah terbuka. Untuk beberapa komponen dengan densiti yang lebih tinggi, diameter minimum pad lebih baik (d+1.0) mm. Selepas desain pad selesai, bingkai bentuk peranti patut dilukis sekitar pad papan cetak, dan perkataan dan aksara patut ditanda pada masa yang sama. Tinggi teks biasa atau bingkai sepatutnya kira-kira 0.9 mm, lebar baris sepatutnya kira-kira 0.2 mm. Dan jangan tekan kontur teks dan aksara pada pad. Jika ia adalah dek ganda, aksara bawah patut cermin label.

Untuk membuat produk direka berfungsi lebih baik dan berkesan, kemampuan anti-jamming PCB perlu dianggap dalam rancangan, dan ia berkaitan dengan sirkuit khusus.

Rancangan tali kuasa dan wayar tanah di papan sirkuit sangat penting. Bergantung pada saiz semasa mengalir melalui papan sirkuit, meningkatkan lebar kabel kuasa sebanyak yang mungkin untuk mengurangkan resistensi loop, dan menjaga kabel kuasa sepadan dengan arah garis dan arah penghantaran data. Ia membantu untuk meningkatkan kemampuan anti-bunyi sirkuit. Kedua-dua sirkuit logik dan linear pada PCB untuk memisahkan mereka sejauh mungkin. Sirkuit frekuensi rendah boleh ditanda dalam sambungan selari titik tunggal. Kawalan sebenar boleh sambung bahagian dalam siri dan kemudian secara selari. Sirkuit frekuensi tinggi boleh ditanda dalam sambungan seri-titik berbilang. Kabel tanah sepatutnya pendek dan tebal. Untuk komponen frekuensi tinggi, kawasan besar foil tanah dengan raster boleh digunakan. Kabel tanah seharusnya sebisak mungkin. Jika wayar tanah sangat tipis, potensi tanah berubah dengan semasa, yang mengurangkan perlawanan bunyi. Oleh itu, wayar mendarat perlu diperbesar sehingga ia boleh mencapai semasa yang dibenarkan tiga kali lebih tinggi daripada pada papan sirkuit cetak. Jika wayar mendarat dirancang untuk menjadi 2-3mm atau lebih dalam diameter, kebanyakan wayar mendarat dalam sirkuit digital boleh dilambung untuk meningkatkan resistensi bunyi. Dalam rancangan PCB, ia adalah biasa untuk konfigur kapasitas penyahpautan yang sesuai pada bahagian kunci papan sirkuit cetak. Kapensiensiensi elektrolitik 10-100uF tersambung di seluruh garis pada hujung input bekalan kuasa, biasanya dekat 20-30 pin, sepatutnya dilengkapi dengan kondensator keramik 0.01PF. Secara umum dekat pins cip sirkuit terintegrasi dengan 20-30 pins, kondensator magnetik 0.01PF patut dipasang. Untuk cip yang lebih besar, akan ada beberapa pins, lebih baik untuk menambah kondensator pemisahan di dekatnya. Sebuah cip dengan lebih dari 200 kaki akan mempunyai sekurang-kurangnya dua kapasitor yang menyambung di setiap sisi. Jika jaraknya tidak cukup, kondensator tantalum 1-10PF juga boleh diatur pada 4-8 cip. Untuk komponen dengan kemampuan anti-jamming lemah dan perubahan kuasa yang besar, kondensator pemisah patut disambung secara langsung antara tali kuasa dan wayar tanah komponen, tidak kira jenis yang membawa ke kondensator tidak terlalu panjang.

Selepas reka komponen dan sirkuit papan sirkuit selesai, reka proses papan sirkuit patut dianggap. Tujuan adalah untuk menghapuskan semua jenis faktor yang tidak baik sebelum permulaan produksi, dan pada masa yang sama untuk mempertimbangkan kemudahan penghasilan papan sirkuit, supaya menghasilkan produk kualiti tinggi dan produksi batch.

Sebelum ini, apabila kita bercakap tentang posisi dan kabel komponen, kita telah melibatkan beberapa aspek proses papan sirkuit. Proses desain papan sirkuit adalah untuk mengumpulkan secara organik papan sirkuit dan komponen yang direka oleh kita melalui garis produksi SMT, untuk mencapai sambungan elektrik yang baik untuk mencapai lokasi bentangan produk yang kita direka. Design pad penyelesaian, kabel dan anti-gangguan juga perlu mempertimbangkan sama ada papan yang kita direka mudah untuk dihasilkan, sama ada ia boleh dihasilkan dengan teknologi SMT pemasangan modern, dan pada masa yang sama, tinggi desain patut dicapai dalam produksi supaya tidak menyebabkan produk yang tidak diinginkan. Terdapat aspek khusus berikut:

1). Garis produksi SMT berbeza mempunyai syarat produksi berbeza, tetapi dalam terma saiz PCB, saiz veneer PCB tidak kurang dari 200*150 mm. Jika pinggir panjang terlalu kecil, and a boleh guna jigsaw, dan nisbah panjang kepada lebar ialah 3:2 atau 4:3 saiz permukaan PCB lebih besar daripada 200 * Bila 150 mm, kekuatan mekanik papan sirkuit cetak patut dipertimbangkan.

2. Apabila saiz papan sirkuit cetak terlalu kecil, ia sukar untuk proses produksi SMT seluruh baris dan tidak mudah untuk produksi batch. Cara terbaik untuk menggunakan bentuk kolaj ialah menggabungkan dua, empat dan enam papan tunggal mengikut saiz papan tunggal untuk membentuk papan keseluruhan yang sesuai untuk produksi batch, dan saiz papan keseluruhan sepatutnya sesuai untuk saiz julat yang boleh diklipat.

3). Untuk memasang garis produksi, veneer seharusnya mempunyai julat 3-5 mm tanpa sebarang komponen, dan veneer seharusnya mempunyai pinggir proses 3-8 mm. Terdapat tiga bentuk sambungan antara pinggir proses dan PC B: A tanpa pinggir, B dengan pinggir, B dengan slot pemisahan, C dengan pinggir dan tiada slot pemisahan. Terdapat proses kosong untuk membina negara ini. Bergantung pada bentuk papan PCB, bentuk teka-teki berbeza boleh dilaksanakan untuk tujuan. Untuk pinggir proses PCB, menurut kaedah posisi bagi model yang berbeza, beberapa perlu mempunyai lubang posisi pada pinggir proses, diameter lubang adalah 4-5cm, yang lebih tinggi daripada ketepatan posisi pinggir dalam perbandingan. Oleh itu, untuk model pemprosesan PCB dengan lubang kedudukan, lubang kedudukan patut ditetapkan, dan rancangan lubang patut menjadi piawai, supaya mengelakkan kesulitan pada produksi.

4). Untuk kedudukan yang lebih baik dan mencapai ketepatan lekapan yang lebih tinggi, tetapan tanda referensi untuk PCB mempengaruhi secara langsung produksi batch garis produksi SMT. Bentuk titik tarikh boleh kuasa dua, bulat, segitiga, dll. Dan diameter patut berada dalam julat 1-2mm, 3-5mm sekitar titik tarikh, tanpa sebarang komponen atau wayar. Pada masa yang sama, titik tarikh sepatutnya lembut dan rata, tanpa sebarang pencemaran. Design datum seharusnya tidak terlalu dekat dengan pinggir papan, tetapi seharusnya 3-5 mm terpisah.

5). Dari proses produksi keseluruhan, bentuk papan adalah pitch terbaik, terutama untuk tentera gelombang. Segiempat segiempat mudah dipindahkan. Jika terdapat slot dalam papan PCB, slot dibenarkan dalam bentuk pinggir proses untuk papan SMT tunggal. Namun, slot tidak terlalu besar dan seharusnya kurang dari 1/3 panjang pinggir.

Dalam rekaan papan PCB frekuensi tinggi, bekalan kuasa direka sebagai satu lapisan. Dalam kebanyakan kes, ia jauh lebih baik daripada rancangan bas, jadi sirkuit sentiasa boleh mengikut laluan dengan impedance yang paling kecil. Selain itu, papan kuasa mesti menyediakan gelung isyarat untuk semua isyarat yang dijana dan diterima oleh PCB, yang boleh minimumkan gelung isyarat, dengan itu mengurangkan bunyi. Penjana sirkuit frekuensi rendah sering mengabaikan bunyi-bunyi ini. Dalam rancangan PCB frekuensi tinggi, kita patut mengikut prinsip berikut:Kesatuan dan kestabilan kuasa dan tanah. Pertimbangan yang berhati-hati tentang kabel dan penghentian yang betul boleh menghapuskan refleksi. Pertimbangan berhati-hati tentang kabel dan penghentian yang betul boleh mengurangi kapasitas dan percakapan salib. Pemegangan bunyi diperlukan untuk memenuhi keperluan EMC.

Keperluan bahan penghasilan papan sirkuit frekuensi tinggi:

1. Kehilangan dielektrik (Df) mesti kecil, yang terutamanya mempengaruhi kualiti penghantaran isyarat. Semakin kecil kehilangan dielektrik, semakin kecil kehilangan isyarat.2. Jika kadar penyorban air rendah, kadar penyorban air tinggi akan mempengaruhi konstan dielektrik dan kehilangan dielektrik.3. Permanen dielektrik (DK) mesti kecil dan stabil. Secara umum, semakin kecil isyarat, semakin baik kadar pemindahan isyarat, yang secara bertentangan dengan punca kuasa dua konstan dielektrik bahan. Permanen dielektrik tinggi boleh menyebabkan perlahan penghantaran isyarat dengan mudah. Koeficien pengembangan panas dari foli tembaga konsisten dengan koeficien pengembangan panas dari foli tembaga, kerana ketidakkonsistensi dalam proses perubahan sejuk dan panas akan menyebabkan foli tembaga terpisah. Secara umum, papan frekuensi tinggi boleh ditakrif sebagai frekuensi di atas 1 GHz. Saat ini, frekuensi tinggi adalah matriks medium fluor, seperti polytetrafluoroethylene (PTFE) yang biasanya dikenali sebagai Tefluron. Masalah yang memerlukan perhatian dalam proses papan sirkuit frekuensi tinggi:1. Keperluan kawalan impedance adalah ketat, kawalan lebar baris relatif sangat ketat, dan toleransi umum adalah kira-kira 2%.2. Kerana plat istimewa, pegangan PTH tidak tinggi, jadi biasanya diperlukan untuk menggosok lubang dan permukaan dengan peralatan perawatan plasma untuk meningkatkan pegangan PTH. Lubang tembaga dan tinta perlawanan penywelding.3. Jangan menggiling piring sebelum penywelding, sebaliknya penyelesaian akan lemah, hanya penyelesaian mikro-kerosakan dan penyelesaian lain boleh digunakan.4. Plat-plat kebanyakan dibuat dari PTFE, dan pemotong peluru biasa akan mempunyai banyak pinggir apabila mereka terbentuk. Pemotong pemotong khas. Papan sirkuit frekuensi tinggi adalah papan sirkuit istimewa dengan frekuensi elektromagnetik tinggi. Secara umum, frekuensi tinggi boleh ditakrif sebagai frekuensi yang lebih tinggi dari 1 GHz. Ciri-ciri fizikalnya, ketepatan dan parameter teknikal sangat tinggi. Ia sering digunakan dalam sistem penghindaran kejadian kereta, sistem satelit, sistem radio dan medan lain.

Dalam satu perkataan, generasi produk buruk adalah mungkin dalam setiap pautan, tetapi dalam pautan ini desain PCB, kita perlu mempertimbangkan dari semua aspek, supaya kita boleh mencapai tujuan untuk merancang produk ini dengan baik, dan cuba yang terbaik untuk merancang papan PCB frekuensi tinggi kualiti tinggi untuk mengurangkan kemungkinan produk buruk dalam produksi mass a yang sesuai untuk garis produksi SMT.