Технология PCB - Обзор иерархического проектирования PCB

Слой PCB означает разделение печатных плат на слои, каждый из которых имеет различную конструкцию схемы для удовлетворения потребностей современных электронных устройств в сложных схемах. Этот метод проектирования не только улучшает функциональность платы, но и снижает сложность проводки, что делает невозможной сложную компоновку однослойной платы в многослойной конструкции.

Принцип расслоения плат PCB использует специальные диэлектрические и покрытые слои изоляции входящего вызова и межсоединения для оптимизации макета схемы и функций. Эта стратифицированная конструкция делает компоновку электронных компонентов более компактной, уменьшает пересечение линий, обеспечивает качество и надежность передачи сигнала и улучшает эффект экранирования электромагнитных помех.

В целом, платы PCB обычно содержат сигнальный слой, слой питания и заземление. Сигнальный слой в основном используется для передачи сигналов, силовой слой питает элементы схемы, а заземление используется для формирования плоскости заземления для стабилизации помех между сигналом и источником питания. В некоторых сложных приложениях можно рассмотреть возможность добавления других функциональных слоев, таких как часовой слой, экран и так далее.

Как проводится стратификация PCB?

1. Процедуры стратификации

При проектировании монтажных плат необходимо выбирать иерархические схемы в соответствии с потребностями и характеристиками монтажных плат. Типичными иерархическими схемами являются:

(1) Одна панель: все элементы схемы находятся в одной стороне и подходят для простых схем.

(2) Двусторонняя пластина: элементы pcb расположены по обеим сторонам, а середина соединена перфорацией.

(3) Четырехслойная пластина: внешний слой - сигнальный слой, внутренний слой - источник питания и заземление, а середина соединена через перфорацию.

(4) многослойная пластина: состоит из сигнального слоя, слоя питания, заземления и т. Д. С промежуточным слоем межсоединения или перфорацией.

2. Распределение компонентов

Процесс стратификации требует компоновки компонентов в соответствии с фактическими потребностями схемы. Распределение компонентов можно автоматически регулировать с помощью программного обеспечения или вручную. В процессе компоновки необходимо обратить внимание на такие проблемы, как расстояние между элементами и соответствие сопротивлений.

3. Правила подключения

Разработка правил проводки является очень важным шагом в иерархии проектирования PCB. Правила проводки включают в себя направление выравнивания схемы, ширину линии, расстояние между линиями, заземление, интерфейс, целостность сигнала и другие элементы. Разумные правила проводки могут улучшить производительность платы и обеспечить качество передачи сигнала схемы.

Наличие слоистой электроники способствует повышению электропроводности печатных плат. Во время проводки PCB проводящий слой состоит из металлов (например, меди), в которых слоистые электроны могут свободно перемещаться для формирования токовых каналов. Эта скорость миграции свободных электронов позволяет PCB демонстрировать хорошую электропроводность в высокочастотных и высокоплотных электронных приложениях, тем самым удовлетворяя требованиям современных электронов к скорости передачи цепей.

В печатных платах деятельность многослойных электронных устройств не только влияет на электропроводность, но и тесно связана с тепловым управлением. Электронные элементы генерируют тепло во время работы, в то время как стратифицированное движение электронных элементов может эффективно рассеивать тепло и снижать рабочую температуру схемы. Это имеет решающее значение для обеспечения стабильности платы и продления срока службы, особенно в высокомощных и высокочастотных приложениях.

В многослойных печатных платах соединения между слоями обычно зависят от микрослепой и сквозной обработки, а свободное перемещение многослойных электронных устройств может поддерживать надежность таких соединений. Характер многослойных электронных устройств обеспечивает стабильную передачу электрических сигналов при их распространении между различными слоями. Кроме того, хорошая стратифицированная электронная производительность помогает улучшить скорость и качество передачи сигнала и уменьшить потерю сигнала.

PCB Внимание

Основные принципы иерархического проектирования

При проектировании многослойных PCB очень важно разумное расслоение. Как правило, конструкция будет включать сигнальный слой, плоскость питания и плоскость заземления, которые обеспечивают стабильность электрических характеристик и целостность сигнала.

2. Размещение сигнальных линий и возвращаемого слоя

Каждая сигнальная линия должна иметь соответствующий слой возврата, также известный как слой изображения. Это делается для обеспечения надежного эталонного уровня, обеспечения целостности сигнала и уменьшения шумовых помех. Эта конструкция особенно подходит для схем с высокоскоростной передачей сигнала, чтобы уменьшить проблемы, вызванные искажением и отражением сигнала.

3. Распределение источников питания и заземления

Электрический и заземленный слои расположены как можно ближе и предпочтительно рядом друг с другом, что повышает целостность питания и уменьшает электромагнитные помехи (EMI). При проектировании особое внимание следует уделять расстоянию между силовым и заземленным слоями, чтобы обеспечить хорошее распределение электроэнергии и стабильную рабочую среду.

4. Выбор слоя

Выбор правильного количества слоев является ключом к обеспечению производительности PCB. В соответствии с требованиями проектирования стратифицированная структура разумно спланирована для удовлетворения требований целостности сигнала, распределения мощности и управления электромагнитными помехами. Многоуровневая конструкция PCB обеспечивает более высокую функциональную плотность, но дизайнерам необходимо сбалансировать производительность и сложность производства.

5. Конструкция теплового слоя

В многослойных ПХБ термическая конструкция не менее важна. Надлежащий тепловой слой может помочь управлять теплом в платах, снизить риск повышения температуры и обеспечить работу компонентов в нормальном температурном диапазоне. Это не только продлевает срок службы платы, но и улучшает общую производительность.

6. Важность выбора материалов

При проектировании PCB выбор материала также оказывает значительное влияние на производительность схемы. Электрические, тепловые и механические свойства материала должны учитываться для обеспечения того, чтобы выбранный материал эффективно поддерживал функциональные требования конструкции. Высококачественные материалы могут повысить надежность и производительность монтажных плат.

7. Обработка высокочастотных сигналов

При обработке высокоскоростных или высокочастотных сигналов особенно важно тщательно спроектировать макет сигнального слоя и соответствие сопротивления, чтобы предотвратить ослабление сигнала и помехи. Сигнальный слой должен быть спроектирован таким образом, чтобы отдавать приоритет пути передачи сигнала, чтобы обеспечить короткое замыкание и уменьшить задержку сигнала.

Короче говоря, расслоение PCB является важной частью конструкции печатных плат, эффективность которых напрямую влияет на производительность, надежность и функциональное расширение плат.