Дизайн PCB - Процесс проектирования PCB шестислойной платы PCB

Процесс проектирования PCB шестислойной платы PCB

Производители чипов SMT подробно описали процесс проектирования PCB плат и вопросы, на которые следует обратить внимание. В процессе проектирования общие и некоторые специальные компоненты используют разные принципы компоновки; Сравнение преимуществ и недостатков ручных, автоматических и интерактивных соединений; Описание схем печати плат и методов уменьшения помех между цепями и связанных с ними мер. В сочетании с личным опытом проектирования, например, дизайн PCB для основной платы автономной мобильной встроенной системы на основе ARM, кратко описывает процесс проектирования PCB для четырехслойной платы и связанные с этим вопросы, на которые следует обратить внимание.

Печатные платы (PCB) играют определенную роль в поддержке элементов цепей и устройств в электронике, обеспечивая электрическое соединение между элементами цепи и оборудованием. На самом деле, конструкция PCB - это не просто компоновка и фиксация компонентов, но и вывод соединительных элементов прост. Его качество оказывает большое влияние на антиинтерференционную способность продукта. Это даже играет решающую роль в производительности будущих продуктов. С быстрым развитием электронных технологий компоненты и продукты становятся все меньше и меньше, а рабочая частота становится все выше и выше, что значительно увеличивает плотность верхних элементов PCB и усложняет проектирование и обработку PCB. Поэтому можно сказать, что дизайн PCB всегда был одним из самых важных элементов в разработке и проектировании электронных продуктов. Компоновка 1 называется компоновкой, которая разумно размещает все элементы схемы на ограниченном участке PCB. С точки зрения сигнала, есть три основных типа цифровых сигнальных плат, аналоговых сигнальных плат и гибридных сигнальных плат. При проектировании гибридных сигнальных плат мы должны тщательно рассмотреть и вручную разместить компоненты на платах, чтобы разделить цифровые и аналоговые компоненты.

В процессе компоновки PCB наиболее важной проблемой является то, что такие операционные компоненты, как переключатели, кнопки, ручки и структурные компоненты (сокращенно « специальные компоненты») и т. Д. должны быть заранее размещены в указанном (надлежащем) положении. После размещения можно установить характеристики деталей и выбрать элемент LOCK, чтобы избежать неправильного перемещения деталей в будущем; Для расположения других компонентов необходимо учитывать скорость проводки и оптимальную электрическую производительность. Оптимизация, а также будущие производственные технологии и затраты и многие другие факторы. Так называемый « баланс» часто бросает вызов уровню и опыту дизайнеров.

Принципы расположения специальных частей

Соединения между частями должны быть как можно короче и сведены к минимуму их параметры распределения и взаимные электромагнитные помехи. Компоненты, подверженные электромагнитным помехам, не должны находиться слишком близко друг к другу, а входные и выходные части должны находиться как можно дальше друг от друга.

Может быть высокая разность потенциалов между некоторыми компонентами или проводами, поэтому расстояние между ними должно быть увеличено, чтобы избежать случайного короткого замыкания, вызванного разрядом; В то же время, с точки зрения безопасности, компоненты с высоким напряжением должны быть размещены в местах, которые нелегко добраться во время ввода в эксплуатацию, насколько это возможно.

3. Для крупногабаритного оборудования массой более 15 г оно должно быть закреплено кронштейном перед сваркой. Большие, тяжелые и нагревающиеся детали должны устанавливаться не на печатных платах, а на шасси всей машины; Следует также рассмотреть вопрос об отводе тепла. За исключением устройств температурной защиты).

4. Размещение регулируемых элементов, таких как регулируемые потенциометры, индукторы, переменные конденсаторы, микропереключатели и т.д., должно учитывать структурные требования всей машины. При внутренней настройке машины ее следует поместить на легко настраиваемую печатную плату; При внешней настройке машины ее положение должно соответствовать положению ручки регулировки на панели шасси.

Распределение общих компонентов

1. Расположение каждого элемента схемы должно быть организовано в соответствии с процессом цепи, чтобы компоновка облегчала поток сигнала и, насколько это возможно, поддерживала сигнал в одном направлении.

2. Принимая в качестве центра основные компоненты каждой функциональной схемы, компоновка вокруг них, детали должны быть равномерно, аккуратно и компактно размещены на PCB. Минимизировать и сокращать провода и соединения между устройствами.

Для схем, работающих на высоких частотах, необходимо учитывать параметры распределения между элементами. В нормальных условиях схемы должны быть расположены как можно параллельно, не только для достижения эстетического эффекта, но и для простой установки сварки и массового производства.

Компоненты, расположенные на краю монтажной платы, как правило, находятся на расстоянии не менее 2 мм от края монтажной платы; Оптимальной формой платы является прямоугольник, соотношение сторон которого может быть 3: 2 или 4: 3. Когда размер платы превышает 200 мм * 150 мм, следует учитывать механическую прочность платы. Если требуемый размер PCB - платы не может быть определен изначально в процессе фактического проектирования, дизайн может быть немного больше. После завершения проектирования PCB вы можете выбрать Design Board Shape Redefine Board Shape в Protel DXP, чтобы правильно вырезать оригинальный PCB.

Кроме того, исходя из моего практического опыта работы, если вы хотите расширить или уменьшить некоторые функции существующей платы, вам нужно перепроектировать новый PCB. В реальной компоновке вы можете обратиться к макету на материнской плате и вручную расположить компоненты в нужном месте; В процессе проводки производится корректировка в соответствии с фактическими потребностями для дальнейшего повышения коэффициента распределения.

Проводка означает, что после макета все провода соединяются в соответствии с принципиальными схемами путем установки диаграммы проводки из медной фольги. Очевидно, что разумность компоновки будет напрямую влиять на успешность проводки, и поэтому на протяжении всего процесса монтажа часто требуется соответствующая корректировка макета. Для чрезвычайно сложных конструкций можно также рассмотреть варианты многослойной проводки.

При проектировании PCB проводка является важным шагом в завершении проектирования продукта. Можно сказать, что вся предыдущая подготовительная работа была проведена для него. Проводка PCB включает в себя одностороннюю, двухстороннюю и многослойную проводку. Проводка осуществляется двумя способами: автоматической и интерактивной.

При проектировании PCB дизайнеры обычно хотят иметь возможность использовать автоматическую проводку. В нормальных условиях нет проблем с использованием автоматической проводки для чисто цифровых сигнальных плат (особенно с низким уровнем сигнала и низкой плотностью плат). Однако при проектировании аналоговых сигналов. При использовании гибридного сигнала или высокоскоростной платы, если также используется автоматическая проводка, могут возникнуть проблемы или даже серьезные проблемы с производительностью схемы.

В настоящее время, хотя уже есть некоторые инструменты автоматической проводки, которые очень мощны и обычно достигают 100 - процентного коэффициента распределения, общий внешний вид не очень эстетический, иногда проводка устроена хаотично, проводка между двумя выводами не является кратчайшим (оптимальным) путем. Для относительно сложной конструкции схемы старайтесь не использовать полностью автоматическую проводку. Рекомендуется использовать интерактивные методы для предварительной проводки строго требуемых линий, прежде чем использовать автоматическую проводку. В то же время края входного и выходного концов должны избегать соседних параллельных, чтобы избежать отраженных помех; Провода двух соседних слоев должны быть перпендикулярны друг другу, паразитная связь может легко возникнуть. Это ограничение может быть добавлено в правила ассоциации. Распределение автоматической проводки зависит от хорошей компоновки. Правила проводки должны быть установлены заранее, включая количество изгибов, количество пробоин и количество ступеней.

В общем, сначала исследуйте городские линии, сначала быстро соедините короткие линии; Затем выполняется лабиринтная проводка, которая сначала оптимизирует глобальный путь проводки линии, подлежащей прокладке, и может отключать проложенную линию по мере необходимости и перенастраивать ее для повышения общего эффекта. При ручной проводке, чтобы обеспечить правильную реализацию схемы, необходимо соблюдать некоторые общие правила проектирования: максимально использовать плоскость заземления в качестве контура тока; отделить смоделированную плоскость заземления от цифровой плоскости заземления; Если плоскость заземления разделена линией сигнала, то заземление уменьшается. Для помех электрического контура линия сигнала должна быть перпендикулярна плоскости Земли; Имитационная схема должна быть как можно ближе к краю платы, а цифровая схема должна быть как можно ближе к концу соединения питания. Это делается для уменьшения эффекта di / dt, вызываемого цифровыми переключателями.

Антиинтерференционная конструкция схем и схем PCB тесно связана с конкретными схемами, а также является очень сложной технической проблемой. Ниже приводится краткое описание, основанное на опыте проектирования PCB. 1. Конструкция линий электропитания. В зависимости от размера тока PCB ширина линии электропитания должна быть как можно толще (в правилах проектирования проводов могут быть установлены новые правила ограничения ширины линии электропередач и линии заземления, соответственно), уменьшать сопротивление контура и уделять особое внимание линии электропитания, направление питания которой противоположно направлению передачи данных и сигналов, что способствует повышению шумостойкости. 2. Конструкция заземления. Заземление - это как специальная линия питания, так и сигнальная линия.

В дополнение к соблюдению принципов проектирования линий электропитания, необходимо сделать так, чтобы цифровое и аналоговое заземление были разделены; Если на платах есть как логические, так и линейные схемы, их следует по возможности разделить; Заземление низкочастотных цепей должно быть как можно более однородным. Точки соединены параллельно, если фактическая проводка затруднена, может быть частично последовательно, а затем параллельно; Высокочастотные схемы должны быть последовательно соединены с несколькими точками. Заземление должно быть коротким и толстым.

Как можно шире использовать сетчатую медь вокруг высокочастотных элементов; Максимально расширьте линии электропитания и заземления. Лучше сделать заземление шире линии электропитания. Связь между их шириной - это заземление > линия электропитания > линия сигнала.

Заземление системы цифровых схем образует замкнутое кольцо, то есть образует сеть заземления, которая может улучшить антишумовую способность.

Цифровой ток не должен течь через аналоговое устройство, высокоскоростной ток не должен течь через низкоскоростное устройство. 5. Добавьте развязывающие конденсаторы между линиями электропитания и повысите помехоустойчивость цепей питания.