Дизайн PCB - Распространенные проблемы при проектировании печатных плат

In high-speed проектирование PCB, характеристическое сопротивление управляемых импедансов и линий является одной из наиболее важных и распространенных проблем. First understand the definition of a transmission line: a transmission line is Composed of two conductors with a certain length, one conductor is used to send signals, and the other is used to receive signals (remember the concept of "loop" instead of "ground"). In a multi-layer PCB board, each line is a part of the transmission line, смежная опорная плоскость может быть использована в качестве второй прямой или контура. ключ к тому, чтобы линия стала "высокой характеристикой" линии передачи, заключается в том, чтобы сохранить ее характеристики сопротивление постоянство в течение всей линии.
ключ к превращению платы в "щит управляемых сопротивлений" заключается в том, чтобы все схемы имели свои собственные импеданцы до нормы, usually between 25 ohms and 70 ohms. в многослойных схемах, the key to good transmission line performance is to keep its characteristic impedance constant throughout the line.
But what is characteristic impedance after all? The easiest way to understand the characteristic impedance is to see what the signal encounters during transmission. When moving along a transmission line with the same cross-section, this is similar to the microwave transmission shown in Figure 1. Предположим, что одновольтное напряжение шаговой волны добавляется к этой линии передачи. например, a 1 volt battery is connected to the front end of the transmission line (it is located between the transmission line and the loop). Once connected, распространение сигнала волны напряжения по линии. Propagation, его скорость обычно около 6 дюймов./nanosecond. Of course, this signal is indeed the voltage difference between the transmission line and the loop, Она может быть взвешена с любой точки линии передачи и соседней точки контура. Fig. 2 is a diagram showing the transmission of the voltage signal.
способ Zen состоит в том, чтобы генерировать сигнал, который затем распространяется вдоль этой линии передачи на скорости 6 дюймов в секунду.. имя до 0.01 НС travels 0.06 inches. At this time, передаточная линия имеет избыточный положительный заряд, and the loop has excess negative charge. именно разница между этими двумя зарядами удерживает разницу напряжения в 1 вольт между двумя проводниками. Эти два проводника образуют конденсатор.
следующие 0.01 nanosecond, to adjust the voltage of a 0.06 inch transmission line from 0 to 1 volt, необходимо добавить положительный заряд к передающей линии и отрицательный заряд к приёмной линии. For every 0.перемещение на 06 дюймов, необходимо добавить положительный заряд к линии передачи, необходимо добавить в контур дополнительный отрицательный заряд. Every 0.01 nanoseconds, it is necessary to stop charging another section of the transmission line, затем сигнал начинает распространяться по этой части. заряд от передней части линии передачи. When it moves along this line, it charges the continuous part of the transmission line, Таким образом, разница напряжения в 1 вольт между линией передачи и петлей. Every 0.01 nanosecond of travel, some charge (±Q) is taken from the battery, and the constant amount of electricity (±Q) flowing out of the battery within a constant time distance (±t) is a constant current. The negative current flowing into the loop is practically equal to the positive current flowing out, Он прямо перед волной сигнала. The alternating current passes through the capacitor formed by the upper and lower circuits to complete the entire cycle.
PCB (печатная плата) abbreviation for printed circuit board.

The detailed method is as follows
1. Purpose and Function
1.1 Standard design work, improve consumption efficiency and improve product quality.
2. Scope of application
1.1. XXX разработка VCD super VCDDDVD sound.
3. ответственность. manner
3.1 все инженеры - электроны, technicians and computer drafters in the XXX Development Department.
4. Qualifications and training
4.1 Have a foundation in electronic technology;
4.2 Have basic computer operation knowledge;
4.3 Familiar with the application of computer PCB drawing software.
5. Work instruction (the length unit is MM)
5.1 Minimum line width of copper foil: 0.панель 3 мм, 0.2mm for the panel, and 1.0mm minimum for the edge copper foil
5.2 Minimum gap of copper foil: панель: 0.3MM, panel: 0.2MM.
5.3 The minimum distance between the copper foil and the board edge is 0.55 мм, минимальное расстояние между кромками сборки и платы составляет 5.0 мм, минимальное расстояние между бортом пластины и кромкой пластины составляет 4.0 мм
5.4 The size (diameter) of the pad of ordinary through-hole device components is twice the aperture, the minimum of double-sided board is 1..5MM, and the minimum of single-sided board is 2.0 мм. If you can't use round pads, use waist circle Shaped pad, as shown in the figure below (if there is a standard component library,
Then the standard component library shall prevail)
The relationship between the long side and short side of the pad and the hole is:
5.5 Electrolytic capacitors cannot touch heating elements, high-power resistors, varistors, прибор напряжения, heaters, сорт. The minimum distance between the decapacitor and the radiator is 10.0MM, and the minimum distance between the component and the radiator is 2.0MM.
5.6 Large-scale components (such as transformers, electrolytic capacitors with a diameter of 15.0 мм или более, high-current sockets, etc.) increase the copper foil and upper tin area as shown in the figure below; the shadow local area must be the same as the pad area.
5.7 There can be no copper foil (except grounding request) components within the screw hole radius of 5.0MM. (as required by the structure drawing).
5.8 There should be no silk screen oil on the upper tin position.
5.9 If the center distance between the pads is less than 2.5MM, соседняя прокладка должна быть покрыта шелковым маслом, and the width of the ink is 0.2MM (0.5MM is recommended).
5.10 Do not place jumpers under the IC or under the motors, потенциометр, и другие части с металлическим корпусом.
5.11 In the large-area проектирование PCB ((около 500 кв. см)), при прогибе плиты PCB, and leave a 5 to 10mm wide gap in the middle of the PCB board without placing components (wiring), which is used to pass the soldering furnace. при добавлении нажимной ленты, избегайте изгиба панели PCB, the shaded area in the following figure::
5.12 Each transistor must be marked with e, c, b feet on the silk screen.
5.13 For components that need to be soldered after passing through the tin furnace, the plate must be driven away from the tin position, направление против направления. The size of the viewing hole is 0.5 мм против 1 мм.0MM as shown in the figure below:
5.14 When designing a double panel, сборка корпуса. The shell and the printed board are in contact with the printed board during plug-in. Невозможно открыть верхнюю прокладку. It must be covered with green oil or silk screen oil (such as two-pin crystal oscillator).
5.15 In order to reduce the short circuit of the solder joints, в отверстие для прохода всех двухсторонних печатных плат нет зелёного масла..
5.16 A solid arrow must be used to mark the direction of the tin furnace on each PCB:
5.минимальное расстояние между отверстиями составляет 1.25MM (double panel is invalid)
5.18 When planning, направление установки DIP IC должно быть вертикальным по направлению прохода через паяльную печь, одинаковый, as shown in the figure below; if there are difficulties in planning, the allowable placement of the IC (OP packaged IC placement direction is opposite to DIP ).
5.19 The wiring direction is degree or vertical, угол поворота от вертикали к вертикали должен достигать 45 градусов.
5.20 сборки расположены горизонтально или вертикально.
5.21 The silk screen characters are placed in degrees or 90 degrees to the right.
5.22 If the width of the copper foil into the round pad is smaller than the diameter of the round pad, А потом надо слёзы. As shown in the figure:
5.23 Код материала и номер конструкции должны быть размещены в пустом месте платы.
5.24 Reasonably use the center without wiring as grounding or power supply.
5.25 The wiring should be as short as possible. обратите особое внимание на короткую линию часов, low-level signal lines and all high-frequency loops.
5.26 The ground wire and power supply system of analog circuit and digital circuit should be completely separated.
5.27 If there is a large area of ground wire and power wire area on the printed board (the area exceeds 500 square millimeters), часть окна должна быть открыта. As shown in the figure:
5.правила установки отверстий на печатных платах электрических модулей являются следующими:. Компонент не может быть вставлен в тень, except for hand-plugged components. The range of L is 50 330mm, диапазон H 50 250 мм. , If it exceeds 330X250, it will be replaced with a manual board. The positioning hole must be on the long side.
Basic concept of проектирование PCB
1) Use as little as possible
Once a via is selected, Необходимо устранить разрыв между ним и окружающими образованиями, especially the gap between the lines and the vias that are easily ignored by the middle layers and the vias. If it is automatic routing, you can Select the "on" item in the Via Minimiz8tion submenu to automatically process it. (2) The larger the current-carrying capacity required, the larger the size of the required vias. например, Перерывы для подключения слоя питания к другим слоям будут больше.
3. Silk screen layer (Overlay)
In order to facilitate the installation and maintenance of the circuit, требуемый логотип и код текста печатаются на нижней поверхности листа, such as component label and nominal value, component outline and manufacturer logo, дата потребления, etc. при проектировании элементов, связанных с шелковым слоем, many beginners only pay attention to the uniform and beautiful placement of the text symbols, and neglect the PCB effect produced by practice. на разработанных ими печатных досках, the characters were either blocked by the component or invaded the soldering area and wiped off, and some of the components were marked on the adjacent components. Such various designs will bring a lot to assembly and maintenance. неудобство. The correct guideline for the схема of characters on the silk screen layer is: "No ambiguity, see stitches, beautiful and generous".
4. The particularity of SMD
There are a large number of SMD packages in the Protel package library, То есть, поверхностная сварочная установка. Кроме малогабаритных размеров, наибольшая особенность этого прибора - односторонняя дисперсия игольчатого отверстия. поэтому, when choosing this type of device, it is necessary to define the surface of the device to avoid "missing pins (Missing Plns)". Кроме того, Пояснительные примечания к тексту таких элементов могут быть размещены только по поверхности, на которой они расположены.
5. Grid-like filling area (External Plane) and filling area (Fill)
Just like the names of the two, the network-shaped filling area is to dispose of a large area of copper foil into a network, and the filling area is only to keep the copper foil intact. Beginners often don't see the difference between the two on the computer during the design process. в основном, you only need to zoom in on the picture to understand it. именно потому, что обычно трудно различить, so when using it, it is even more careless to distinguish between the two. It should be emphasized that the former has a strong effect on suppressing high-frequency interference in circuit characteristics, and is suitable for needs. когда некоторые районы используются в качестве зон экранирования, особенно пригодны большие заполняющие центры, зонирование, or high-current power lines. The latter is mostly used in the center of ordinary line ends or transfer areas where a small area is required to be filled.
6. Pad
The pad is the most frequently contacted and most important concept in проектирование PCB, Но новички легко игнорируют выбор и изменение, и использовать круглую прокладку в проектировании. шаг выбора типа паяльной тарелки, нужно учитывать форму, size, layout, vibration and heating conditions, and force direction of the component. Protel provides a series of pads of different sizes and shapes in the package library, such as round, square, octagonal, round and positioning pads, Но иногда этого недостаточно, нужно самому отредактировать. For example, for pads that generate heat, are subject to greater stress, and have greater currents, they can be designed into a "teardrop shape". Все хорошо знакомы с проектированием опорного щита трансформатора вывода линии PCB, many manufacturers are just In this way. Generally speaking, in addition to the above, При редактировании собственной книги, you should also consider the following guidelines:
(1) When the shape does not differ in length, consider that the difference between the connection width and the specific side length of the pad should not be too large;
(2) It is often necessary to use asymmetric pads with asymmetrical length when wiring between component lead angles;
(3) The size of the pad hole of each component should be edited separately according to the thickness of the component pin. The guideline is that the size of the hole is 0.2: 0.чем штырь диаметром на 4 мм.
7. Various types of membranes (Mask)
These films are not only indispensable in the PCB manufacturing process, необходимое условие для сварки элементов. по расположению и функциям "мембраны", the "membrane" can be divided into component surface (or welding surface) soldering mask (TOp or Bottom) and component surface (or soldering surface) solder mask (TOp or BottomPaste Mask). It™s just like that. сварочная маска представляет собой плёнку, покрытую слоем на паяльном диске для повышения свариваемости, that is, the light-colored round spots on the green board are slightly larger than the pad. обстановка сварочного фотошаблона как раз наоборот, сварка для приведения готовой плиты в соответствие с волной, and it is required that the copper foil on the non-pad on the board cannot be tinned. поэтому, a layer of paint must be applied to all parts other than the pad to prevent tin from being applied to these parts. видимый , These two membranes are a complementary relationship. из этого обсуждения, it is not difficult to be sure that the menu
Similar to the settings of "solder Mask En1argement" and other items.
8. Flying line, flying line has two meanings:
(1) A rubber band-like network connection used for inspection during automatic wiring. Импорт компонентов через таблицу сети и разработка предварительного плана, команда Show может использоваться для просмотра запланированного сетевого соединения. , Adjust the position of the components from time to time to minimize this kind of interleaving, получение максимальной скорости автоматической проводки. этот шаг очень важен, можно сказать, что точилка не дрова ошибка, it takes more time and value! In addition, automatic wiring After finishing, Какие сети еще не введены, Вы также можете использовать эту функцию для поиска. после обнаружения незадействованных сетей, Вы можете вручную компенсировать, if you can™t really compensate, Ты используешь слово "летающая линия" во втором смысле, that is, в будущем эти сети будут подключены к печатным доскам с помощью проводов. Необходимо признать, что если плата является большим числом автоматических линий, Эта летающая линия может рассматриваться как элемент сопротивления, сопротивление 0 ом, шаг сварного диска равномерный.
To stop the design.
Printed circuit board (PCB) is almost present in every kind of electronic device. если в устройстве есть электронный компонент, they are all mounted on PCBs of different sizes. Помимо фиксации различных виджетов, the main function of PCB is to provide electrical connection between the upper parts. по мере того, как электронное оборудование становится все более сложным, more and more parts are required, схема и компоненты на PCB становятся все более плотной. стандартный PCB. The bare board (no parts on it) is also often called "Printed Wiring Board (PWB)".
сами основы изготавливаются из непрогибаемого изоляционного и теплоизоляционного материала. материал для микросхемы, который можно видеть снаружи, медная фольга. медная фольга первоначально покрывалась всей схемой, Но часть его была травлена во время изготовления, and the remaining part became a network of small lines. . Эти линии называются проводниками или проводами, подключение цепей к компонентам на PCB.
In order to fix the parts on the PCB, Мы приварили их прямо по дороге. On the most fundamental PCB (single panel), the parts are concentrated on one side, концовка проводов на другую сторону. In this way, Нам нужно пробить отверстие на платы, чтобы игла могла пробиться через панель и попасть на другую сторону, Поэтому штырь детали приваривается на другую сторону. Because of this, фасад и задняя сторона PCB называются соответственно боковыми и сварными частями элемента