Teknik PCB - Bagaimana untuk membuat papan PCB yang baik?

Semua orang tahu bahawa untuk membuat papan PCB adalah untuk mengubah diagram skematik direka menjadi papan sirkuit PCB yang sebenar. Tolong jangan meremehkan proses ini. Terdapat banyak perkara yang berfungsi pada prinsip tetapi sukar untuk dicapai dalam jurutera, atau apa yang lain boleh mencapai, yang lain tidak boleh. Oleh itu, ia tidak sukar untuk membuat papan PCB, tetapi ia tidak mudah untuk membuat papan PCB yang baik.

Dua kesulitan besar dalam bidang mikroelektronik adalah pemprosesan isyarat frekuensi tinggi dan isyarat lemah. Dalam hal ini, aras produksi PCB sangat penting. Rancangan prinsip yang sama, komponen yang sama, dan PCB yang dihasilkan oleh orang berbeza mempunyai keputusan yang berbeza. Jadi bagaimana kita boleh membuat papan PCB yang baik? Berdasarkan pengalaman kita yang lalu, saya ingin bercakap tentang pandangan saya mengenai aspek berikut:

1. Jadikan tujuan reka jelas

Menerima tugas rancangan, kita mesti pertama-tama jelaskan tujuan rancangannya, sama ada ia papan PCB biasa, papan PCB frekuensi tinggi, papan pemprosesan isyarat kecil PCB, atau papan PCB dengan kedua-dua pemprosesan isyarat frekuensi tinggi dan kecil. Jika ia papan PCB biasa, Selama bentangan dan kawat adalah masuk akal dan bersih, dan dimensi mekanik adalah tepat, jika terdapat garis muatan tengah dan garis panjang, tindakan tertentu mesti digunakan untuk mengurangi muatan, dan garis panjang mesti dikuasai untuk memandu, dan fokus adalah untuk mencegah refleksi garis panjang. Apabila ada garis isyarat yang melebihi 40MHz di papan, pertimbangan istimewa patut dilakukan pada garis isyarat ini, seperti perbualan salib antara garis. Jika frekuensi lebih tinggi, terdapat had yang lebih ketat pada panjang kawat. Menurut teori rangkaian parameter yang disebarkan, interaksi antara sirkuit kelajuan tinggi dan kabelnya adalah faktor yang menentukan dan tidak dapat diabaikan dalam desain sistem. Bila kelajuan penghantaran pintu meningkat, lawan pada garis isyarat akan meningkat secara sepadan, dan perbualan salib antara garis isyarat bersebelahan akan meningkat secara proporsional. Secara umum, penggunaan kuasa dan penyebaran panas sirkuit kelajuan tinggi juga sangat besar, jadi PCB kelajuan tinggi sedang dibuat. Perhatian yang cukup harus diberikan.

Apabila ada isyarat lemah aras milivolt atau microvolt di papan, garis isyarat ini memerlukan perhatian istimewa. Isyarat kecil terlalu lemah dan sangat susah untuk gangguan dari isyarat kuat lain. Tindakan perisai sering diperlukan, jika tidak mereka akan mengurangi nisbah isyarat-kepada-bunyi. Sebagai hasilnya, isyarat berguna ditenggelamkan oleh bunyi dan tidak dapat dikekstrak secara efektif.

Pengurusan dewan juga perlu dianggap dalam tahap desain. Lokasi fizikal titik ujian, pengasingan titik ujian dan faktor lain tidak boleh diabaikan, kerana beberapa isyarat kecil dan isyarat frekuensi tinggi tidak boleh ditambah secara langsung ke sonda untuk pengukuran.

Selain itu, faktor lain yang relevan patut dianggap, seperti bilangan lapisan papan, bentuk pakej komponen yang digunakan, dan kekuatan mekanik papan. Sebelum membuat papan PCB, anda mesti mempunyai idea yang baik tentang tujuan desain untuk desain.

2, memahami keperluan bentangan dan laluan fungsi komponen yang digunakan

Kami tahu bahawa beberapa komponen istimewa mempunyai keperluan istimewa dalam bentangan dan laluan, seperti penyembah isyarat analog yang digunakan oleh LOTI dan APH. Penampilkan isyarat analog memerlukan bekalan kuasa yang stabil dan garisan kecil. Jauhkan bahagian isyarat kecil analog sejauh mungkin dari peranti kuasa. Pada papan OTI, bahagian penyampaian isyarat kecil juga disediakan secara khusus dengan penutup perisai untuk melindungi gangguan elektromagnetik tersesat. Cip GLINK yang digunakan pada papan NTOI menggunakan teknologi ECL, yang menghasilkan banyak kuasa dan menghasilkan panas. Pertimbangan istimewa mesti diberikan kepada masalah penyebaran panas dalam bentangan. Jika penyebaran panas biasa digunakan, cip GLINK mesti ditempatkan di tempat dengan sirkulasi udara relatif licin. Dan panas radiasi tidak boleh mempunyai kesan besar pada cip lain. Jika papan dipenuhi dengan speaker atau peranti kuasa tinggi lain, ia mungkin menyebabkan pencemaran serius kepada bekalan kuasa. Titik ini juga perlu diberikan cukup perhatian.

3, pertimbangan bentangan komponen

Faktor pertama yang mesti dianggap dalam bentangan komponen adalah prestasi elektrik. Letakkan komponen yang terhubung secara dekat bersama-sama sebanyak mungkin, terutama untuk beberapa garis kelajuan tinggi, membuat mereka sebagai pendek sebanyak mungkin apabila meletakkan isyarat kuasa dan peranti isyarat kecil. Untuk dipisahkan. Pada premis untuk memenuhi prestasi sirkuit, komponen mesti diletakkan dengan baik dan cantik, dan mudah untuk diuji. Saiz mekanik papan dan lokasi soket juga perlu dipertimbangkan dengan hati-hati.

Masa pendaratan dan perlahan penghantaran pada garis sambungan dalam sistem kelajuan tinggi juga faktor pertama yang perlu dianggap dalam desain sistem. Masa penghantaran pada garis isyarat mempunyai pengaruh besar pada kelajuan sistem keseluruhan, terutama untuk sirkuit ECL kelajuan tinggi. Walaupun blok litar terpasang sendiri sangat cepat, ia disebabkan penggunaan garis sambungan biasa pada lapisan belakang (panjang setiap garis 30cm adalah kira-kira jumlah lambat 2ns) meningkatkan masa lambat, yang boleh mengurangkan kelajuan sistem. Seperti daftar shift, penghitung sinkronik dan komponen kerja sinkronik lain ditempatkan terbaik pada papan pemalam yang sama, kerana masa lambat penghantaran isyarat jam ke papan pemalam yang berbeza tidak sama, yang mungkin menyebabkan daftar shift menghasilkan ralat besar. Pada satu papan, di mana penyegerakan adalah kunci, panjang baris jam yang disambung dari sumber jam biasa ke papan pemalam mesti sama.

4, teknologi kabel papan PCB

Sama ada hendak memilih papan dua sisi atau papan berbilang lapisan apabila membuat PCB bergantung pada frekuensi operasi tertinggi, kompleksiti sistem sirkuit, dan keperluan untuk ketepatan pemasangan. Lebih baik untuk memilih papan berbilang lapisan apabila frekuensi jam melebihi 200MHZ. Jika frekuensi operasi melebihi 350MHz, lebih baik untuk memilih papan sirkuit cetak dengan PTFE sebagai lapisan dielektrik, kerana penindasan frekuensi tinggi lebih kecil, kapasitas parasit lebih kecil, dan kelajuan pemindahan lebih cepat. Konsum kuasa besar dan rendah, prinsip berikut diperlukan untuk kabel papan sirkuit cetak

(1) Simpan sebanyak mungkin ruang diantara semua garis isyarat selari untuk mengurangi salib bercakap. Jika ada dua wayar isyarat yang dekat bersama, lebih baik untuk menjalankan wayar tanah antara dua wayar, yang boleh bermain peran perisai.

(2) Bila merancang garis penghantaran isyarat, mengelakkan pusingan tajam untuk mencegah refleksi disebabkan oleh perubahan tiba-tiba dalam pengendalian karakteristik garis penghantaran. Cuba merancang garis lengkung seragam dengan saiz tertentu.

Lebar garis cetak boleh dihitung mengikut formula pengiraan impedance karakteristik yang disebut atas bagi garis microstrip dan garis strip. Keterangan karakteristik garis microstrip pada papan sirkuit cetak adalah umumnya antara 50 dan 120Ω. Untuk mendapatkan impedance karakteristik besar, lebar garis mesti sangat sempit. Tetapi garis yang sangat tipis tidak mudah untuk dibuat. Mengingat pelbagai faktor, ia secara umum sesuai untuk memilih nilai impedance sekitar 68Ω, kerana impedance karakteristik 68Ω boleh mencapai keseimbangan terbaik antara masa lambat dan konsumsi kuasa. Garis penghantaran 50Ω akan menghabiskan lebih banyak kuasa; tentu saja, impedance yang lebih besar boleh mengurangkan konsumsi tenaga, tetapi ia akan meningkatkan masa lambat transmisi. Kapansansi garis negatif akan meningkatkan masa lambat penghantaran dan mengurangkan impedance karakteristik. Namun, kapasitas dalaman per unit panjang segmen garis dengan impedance karakteristik yang sangat rendah adalah relatif besar, jadi masa lambat transmisi dan impedance karakteristik adalah kurang terkesan oleh kapasitas muatan. Fungsi penting bagi garis penghantaran yang ditamatkan dengan betul ialah garis cabang pendek seharusnya tidak mempunyai kesan pada masa lambat garis. Apabila Z0 adalah 50Ω. Panjang bahagian cabang mesti terbatas kepada 2.5 cm atau kurang. Untuk menghindari bunyi suara.

(4) Untuk papan dua sisi (atau garis empat lapisan dalam papan enam lapisan). Garis di kedua-dua sisi papan sirkuit seharusnya bertentangan satu sama lain untuk mencegah salib bercakap disebabkan oleh induksi bersama.

(5) Jika ada peranti semasa tinggi di papan sirkuit cetak, seperti relai, lampu indikator, speaker, dll., wayar tanah mereka perlu dipisahkan untuk mengurangi bunyi pada wayar tanah. Kawalan tanah peranti-semasa tinggi ini patut Sambung ke bas tanah independen pada papan pemalam dan pesawat belakang, dan wayar tanah independen ini juga patut disambung ke titik tanah seluruh sistem.

(6) Jika ada penyembah isyarat kecil di papan, garis isyarat lemah sebelum penyembahan seharusnya jauh dari garis isyarat yang kuat, dan jejak seharusnya sebagai pendek yang mungkin, dan jika boleh, melindunginya dengan wayar tanah.