Технология PCB - Как спроектировать высокочастотную печатную плату

Как спроектировать высокочастотную печатную плату

SMT circuit board is one of the indispensable components in surface mounting design. плата SMT - опора элементов цепи и элементов в электронной продукции. Она реализует электрическое соединение между элементами цепи и устройством. With the development of electronic technology, PCB boards are becoming smaller and denser, and PCB boards are increasing. Therefore, Общие требования к планировке PCB, anti-jamming ability, process and manufacturability.

Основные этапы проектирования высокочастотной печатной платы

1: Draw a schematic diagram.

2: создание библиотеки компонентов.

три: установить сетевое соединение между элементами на схемах и печатных платах.

4: монтаж и компоновка.

5: Create PCB production usage data and label production usage data.

The following issues should be considered in the design of high frequency PCB board:

1. обеспечивать, чтобы схема элементов схемы соответствовала фактическому объекту, правильное соединение сети в схемной схеме.

2. конструкция высокочастотной PCB - панелей не только учитывает схему сетевого соединения, Но есть и требования к проектированию схем. The requirements of the circuit engineering mainly include the width of power cord, ground wire and some other wires, the connection of lines, the high frequency characteristics of some components, сопротивление элементов и помехи, сорт.

3. Installation requirements of the whole high frequency PCB board system, mainly considering installation holes, пробка, positioning holes, точка отсчета, сорт. to meet the requirements, размещение и точная установка различных компонентов в заданном положении, at the same time, to facilitate installation, system debugging, ventilation and cooling.

4. For the manufacturability of high frequency PCB board and its technological requirements, it is necessary to be familiar with the design specifications and meet the production process requirements so that the designed high frequency PCB board can be produced smoothly.

5. принимая во внимание, что сборка легко установить, debug and repair in production, and at the same time, the graphics, паяльная тарелка, through holes on high frequency PCB board should be standardized to ensure that the components do not collide with each other and are easy to install.

конструкция высокочастотных панелей PCB предназначена главным образом для их применения, поэтому мы должны учитывать их практичность и надежность при одновременном сокращении числа слоев и площади высокочастотных панелей PCB, с тем чтобы снизить расходы. надлежащее увеличение паяльной плиты, валика и валик поможет повысить надёжность, уменьшить количество сварных дорожек, оптимизировать трассу, сделать ее компактной, равномерной и равномерной. сделать общую панелью более красивой.

для достижения желаемых целей печатных плат важнейшее значение имеет общая компоновка высокочастотных панелей PCB и размещение элементов, которые непосредственно влияют на установку, надежность, теплоотвод вентиляции и выравнивание проводов всей печатной платы.

печатные платы имеют приоритет по внешнему размеру. когда размер PCB слишком большой, печатные линии длинны, сопротивление увеличивается, шумоустойчивость снижается, стоимость увеличивается, плохая теплоотдача, соседние линии уязвимы для помех. Таким образом, сначала укажите правильное расположение размеров и формы PCB. для определения местоположения специальных элементов и модульных схем вся схема должна быть разделена на несколько модульных схем или модулей в соответствии с их схемой и должна быть центрирована на основные компоненты каждой модульной схемы (например, интегральной схемы). Другие элементы должны располагаться на панелях PCB в определенном порядке равномерно, аккуратно и компактно, но не слишком близко к ним и на определенном расстоянии. особенно для больших и более высоких деталей, держите вокруг себя некоторое расстояние, чтобы помочь в сварке и ремонте. для мощных интегральных схем следует рассмотреть вопрос о цветных радиаторах и предоставить им достаточное пространство для их установки в хорошо проветриваемом и прохладном месте печатной доски. Кроме того, не отвлекайся. более крупные компоненты должны располагаться на одном и том же блоке с определенным расстоянием, а малые интегральные схемы, такие, как SOP, должны располагаться по оси в 45 угловых направлениях, блокирующие элементы должны быть вертикальными и осевыми, все это связано с направлением передачи в процессе производства PCB. Это позволяет регулярно расставлять детали и тем самым уменьшать дефекты при сварке. светодиоды, используемые для отображения, должны быть размещены на краю печатной платы, так как они используются в процессе наблюдения.

Некоторые переключатели, подстроечные элементы и т.д. в одной и той же частотной цепи должны учитываться параметры распределения между элементами. в общей высокочастотной цепи следует учитывать параметры распределения между элементами. общая цепь должна быть как можно более параллельной компоновкой элементов, так что не только красиво, но и легко установить и сварить, но и удобно производить серийно. элемент, расположенный на краю платы, должен находиться на расстоянии 3 - 5 см от края. следует принимать во внимание коэффициент теплового расширения панелей PCB, коэффициент теплопроводности, теплостойкость и прочность на изгиб во избежание негативного воздействия на компоненты или PCB в процессе производства.

After determining the position and shape of the components on the PCB, consider the wiring of the PCB.

With the position of the element, it is a principle to route the printed circuit board as short as possible according to the position of the element. короткий путь, small occupancy of channels and area, Так проход будет выше. The wires at the input and output ends of the PCB board should try to avoid adjacent parallel lines, preferably with ground lines between the two lines. In order to avoid circuit feedback coupling. If the printed circuit board is a multilayer board, the direction of the signal line of each layer is different from that of the adjacent layers. некоторые важные сигнальные линии, it should be agreed with the line designer that the specially differential signal lines should run in pairs, try to keep them parallel, close to each other, and have little difference in length. All components on the PCB board minimize and shorten the wires and connections between components. The minimum width of the wires in the PCB board is mainly determined by the adhesive strength between the wires and the insulation layer substrate and the current value through them. When the copper foil thickness is 0.ширина 1 - 1.5mm, the temperature will not be higher than 3 degrees through 2A current. Ширина% 1.5mm lead can meet the requirements, for integrated circuits, особенно Цифровые схемы, usually 0.02-0.03mm is selected. Of course, as long as allowed, Мы используем максимально широкий провод, especially power and ground wires on PCB boards, минимальное расстояние между проводами определяется главным образом сопротивлением изоляции между проводами и напряжением пробоя в наихудшем случае. For some integrated circuits (IC), с технологической точки зрения расстояние может быть меньше 5 - 8мм. Print guides generally have the smallest arcs at bends, линия избежания изгиба менее 90 градусов. In general, the wiring of the printed circuit board should be uniform, compact and consistent. Avoid using large area of copper foil in the circuit as far as possible, иначе, when heat is generated for too long time in the process of use, copper foil expansion and shedding will occur easily. If large area of copper foil must be used, grid wire can be used. порт провода - это паяльная панель. The center hole of the pad is larger than the lead diameter of the device. When the pad is too large, it is easy to form virtual welding. The outer diameter of the pad D is usually not less than (d+1.2) mm, where D is the aperture. For some components with higher density, the minimum diameter of the pad is preferable (d+1.0) mm. After the design of the pad is completed, the shape frame of the device should be drawn around the pad of the printed board, and the words and characters should be marked at the same time. Normal text or frame height should be about 0.9 мм, line width should be about 0.2 мм. And do not press the text and character contours on the pad. Если двойной, the bottom characters should mirror the label.

для того чтобы проектная продукция могла работать более эффективно и действенно, необходимо учитывать способность PCB к помехоустойчивым воздействиям, что тесно связано с конкретными схемами.

The design of power cord and ground wire in the circuit board is especially important. Depending on the size of the current flowing through the circuit board, increase the width of the power cable as much as possible to reduce the resistance of the loop, and keep the power cable in line with the line direction and the direction of data transmission. It helps to enhance the anti-noise ability of the circuit. There are both logical and linear circuits on the PCB to separate them as far as possible. Low frequency circuits can be grounded in single-point parallel connection. Actual wiring can connect parts in series and then in parallel. высокочастотная цепь может быть многократно заземлена. The ground wire should be short and thick. высокочастотный модуль, a large area of ground foil with raster can be used. The ground wire should be as thick as possible. Если заземление будет тонким, the ground potential changes with the current, Это снижает сопротивление шуму. Therefore, the grounding wire should be enlarged so that it can reach the allowable current three times higher than that on the printed circuit board. If the grounding wire is designed to be 2-3mm or more in diameter, Большинство заземлений в цифровых схемах можно намотать на кольца для повышения помехоустойчивости. In the design of PCB, обычно для настройки надлежащих развязок в ключевых частях печатной платы. электролитическая емкость 10 - 100уф подключена к линии на входе питания, generally near the 20-30 pins, should be equipped with a 0.01пф керамический конденсатор. В общем near the pins of integrated circuit chips with 20-30 pins, a 0.должен быть установлен. для больших чипсов, there will be several pins, it is best to add a decoupling capacitor near them. A chip with more than 200 feet will have at least two uncoupling capacitors on each side. если не хватает, a 1-10PF tantalum capacitor can also be arranged on 4-8 chips. For the components with weak anti-jamming ability and great power change, the decoupling capacitor should be directly connected between the power cord and ground wire of the component, Ни один провод не работает на конденсатор.

After the component and circuit design of the circuit board is completed, the process design of the circuit board should be considered. The purpose is to eliminate all kinds of unfavorable factors before the start of production, and at the same time to consider the manufacturability of the circuit board, Таким образом, производится Высококачественная продукция и серийное производство.

ранее, когда мы говорили о позиционировании элементов и проводке, мы уже затрагивали некоторые аспекты технологии платы. технологическое проектирование платы состоит в том, чтобы через производственные линии SMT органично собрать схемные платы и компоненты, которые мы создали, чтобы обеспечить хорошее электрическое соединение и реализовать расположение проектируемой нами продукции. при проектировании паяльного диска, прокладке проводов и помехоустойчивости необходимо также рассмотреть вопрос о том, насколько легко изготавливать конструкционные платы, можно ли собирать с помощью современных технологий сборки SMT, а также о том, чтобы выйти на проектную высоту в процессе производства, чтобы не создавать нежелательных продуктов. Существуют следующие конкретные области:

1). разные производственные линии SMT имеют разные условия производства, but in terms of PCB size, PCB veneer size is not less than 200*150 mm. If the long edge is too small, you can use a jigsaw, and the ratio of length to width is 3:2 or 4:3 PCB surface size is larger than 200 × When 150 mm, the mechanical strength of the printed circuit board should be taken into account.

в тех случаях, когда печатные платы слишком малы по размеру, процесс производства SMT в полном объеме затруднен, равно как и серийное производство. оптимальный способ использования коллагеновой формы заключается в объединении двух, четырех и шести монолистов по размеру одной доски в один блок, пригодный для серийного производства, а также в том, что размер целой плиты должен соответствовать размеру разрезанного диапазона.

3). чтобы приспособиться к производственным линиям, the veneer should have a 3-5mm range without any components, одна пластина должна иметь края обработки 3 - 8мм. There are three forms of connection between process edge and PC B: A without edge, у б есть угол, B with separation slot, C с краевой и без разделительной канавки. There is a blanking process to build up the country. Depending on the shape of the PCB board, different forms of puzzle can be applied for the purpose. техническая граница PCB, according to the positioning method of different models, Некоторые требуют установки отверстий на технологической границе, the diameter of holes is 4-5cm, Это выше, чем точность позиционирования края. Therefore, модель обработки PCB с установочными отверстиями, positioning holes should be set, конструкция отверстия должна быть стандартной, во избежание неудобств для производства.

4). для улучшения позиционирования и повышения точности установки, Основные параметры PCB непосредственно влияют на серийное производство SMT. The shape of the datum point can be square, круглый, triangle, etc. диаметр должен находиться в пределах 1 - 2 мм, базисная точка вокруг 3 - 5 мм, without any components or wires. At the same time, the datum point should be smooth and flat, не загрязнять. The design of the datum should not be too close to the edge of the board, but should be 3-5mm apart.

5). с точки зрения всего производственного процесса, the shape of the board is best pitch, especially for wave soldering. Rectangles are easy to transfer. If there are slots in the PCB board, slots are allowed in the form of process edges for a single SMT board. Однако, the slot is not too large and should be less than 1/3 of the length of the edge.

при проектировании панели PCB высокой частоты, the power supply is designed as one layer. In most cases, это гораздо лучше, чем дизайн автобуса., so the circuit can always follow the path with the smallest impedance. In addition, the power board must provide a signal loop for all signals generated and received by the PCB, контур сигналов свёртывания, thereby reducing noise. Low-frequency circuit designers often ignore these noises.
In high-frequency PCB design, we should follow the following principles:
The unity and stability of power and the ground.
при тщательном рассмотрении проводов и соответствующих терминалов можно устранить отражение.
при тщательном рассмотрении монтажа и соответствующего терминала можно уменьшить емкость и индуктивное последовательное возмущение.
подавление шумов требует выполнения требований EMC.

требования к материалам для изготовления платы высокой частоты:

1. The dielectric loss (Df) must be small, это в основном влияет на качество передачи сигналов. The smaller the dielectric loss, Чем меньше потери сигнала.
2. If the water absorption rate is low, the high water absorption rate will affect the dielectric constant and dielectric loss.
3. The dielectric constant (DK) must be small and stable. Generally, the smaller the signal, Чем выше скорость передачи сигнала, which is inversely proportional to the square root of the material's dielectric constant. High dielectric constant can easily cause signal transmission delay.
коэффициент теплового расширения медной фольги соответствует коэффициенту теплового расширения медной фольги, because the inconsistency in the process of cold and heat changes will cause the copper foil to separate.
Generally, высокочастотная плата может быть определена как частота выше 1ггц. Currently, the high frequency is a medium matrix of fluorine, such as polytetrafluoroethylene (PTFE) commonly known as Tefluron.
Matters needing attention in high frequency circuit board processing:
1. The impedance control requirements are strict, очень строгий контроль относительной ширины линии, общий допуск около 2%.
2. Due to the special plate, вяжущая сила PTH не высокая, so it is usually necessary to roughen the holes and the surface with plasma treatment equipment to increase the adhesion of PTH. Hole copper and welding resistance ink.
3. не шлифовать лист перед сваркой, otherwise the adhesion will be poor, использовать только раствор коррозии и другие грубые.
4. The plates are mostly made of PTFE, and ordinary milling cutters will have a lot of edges when they are formed. Spe cial milling cutters.
High frequency circuit board is a special circuit board with high electromagnetic frequency. Generally, high frequency can be defined as a frequency higher than 1 GHz. Its physical properties, precision and technical parameters are very high. It is often used in automobile collision avoidance systems, satellite systems, radio systems and other fields.

словом, the generation of bad products is possible in every link, but in this link of PCB design, we should consider from all aspects, so that we can achieve the purpose of designing this product very well, and try our best to design high-quality high-frequency PCB board to minimize the possibility of bad products in mass production which is suitable for SMT production line.