Технология PCB - девять передовых методов работы с PCB

Цель дизайна PCB заключается в создании полностью функциональной печатная плата, с чем я полностью согласен. Тем не менее, моя первая цель во время PCB макета, чтобы сделать плат 100% маршрутизирован. Макет должен сначала установить проектные параметры, а затем разместить компоненты для удовлетворения его электрических, механических и производственных требований. После этого осталось только соединить все сети вместе. Это должно звучать легко, верно? Иногда это так, но в большинстве случаев это сложнее, чем люди понимают. 

Для успешного маршрутизации печатных плат, многие детали должны быть рассмотрены и решены. Например, электрические и наземные провода должны быть настроены таким образом, чтобы обеспечивать хороший чистый путь возвращения сигналов для чувствительных сетей, а следы, несущие чувствительные сигналы, должны иметь определенную ширину и находиться вдали от высокошумовых цепей, которые могут влиять на их работу. Это лишь некоторые из вещей, которые дизайнерам необходимо учитывать при монтаже платы. В третьей части серии из четырех частей схема плат, вот некоторые из лучших практик для PCB маршрутизации более подробно.

Хорошие привычки проводки PCB начинаются с лучших практик компоновки PCB на любой дорожке

В первой части этой серии рассматриваются лучшие практики проектирования PCB для разработки принципиальных схем проектирования печатных плат. Используя принципиальные схемы в качестве основы для дизайна, я вижу некоторые из лучших практик макета для размещения компонентов в дизайне во второй части этой серии. Теперь в третьей части вы увидите, как вся подготовительная работа, проделанная до сих пор, поможет установить сетевое соединение между этими размещенными компонентами.

Однако, прежде чем завершить проводку, лучше проверить дизайн и убедиться, что вы готовы к следующему шагу:

Была ли база данных правильно настроена с использованием утвержденного стека слоев?

Были ли установлены все правила проектирования и какие - либо уникальные ограничения проводки?

Все компоненты на доске?

Оптимизировано ли размещение компонентов для оптимального режима соединения?

Предположим, что все эти проекты завершены, вы можете начать отслеживать маршрут.

Девять образцов наилучшей практики (PCB layout best practices)ПКС для проектирования плат

Существует много различных типов и стилей следов, которые должны быть маршрутизированы на плате, и эти девять лучших практик будут охватывать большинство методов, которые вы будете использовать:

Инструменты маршрутизации: первый шаг в маршрутизации платы, чтобы убедиться, что вы понимаете, как использовать инструменты дизайна вы используете. Нередки случаи, когда дизайнеры тратят время на ручную проводку, поскольку они не знают, что функции автоматизации в инструменте будут работать лучше.

Маршрутизация побега: все булавки высокоpin-компонентов (например, 600- пин процессоров BGA) должны быть направлены в vias, чтобы они могли быть подключены к внутреннему слою. Встроенные прокладки vias и microvias обычно используются для проводов, а обходные колпаки и другие мелкие дискретные части, связанные с этими же булавками, как правило, соединяются одновременно.

Источник питания: использование коротких и широких следов для маршрутизации электрических цепей, чтобы уменьшить индуктивность следа и контролировать электромагнитные помехи (Эми) и тепло. При маршрутизации этих следов или закругленных углов лучше всего использовать 45- градусный угол. Лучше всего сохранять проводку на одном уровне и избегать использования vias, поскольку vias требует оптимального размещения компонентов питания.

Сигнальный путь: в высокоскоростных цепях сигнальный путь очень важен. Для подключения этих сетей важно использовать короткие прямые следы. Как и источник питания, это в значительной степени зависит от расположения деталей, и схему следует использовать в качестве руководства для размещения и проводки.

Высокоскоростные линии электропередачи: в связи с необходимостью контролировать энергию линий электропередачи эти следы должны быть направлены на внутренний слой, непосредственно прилегающий к двум слоям плоскости отсчета или между двумя слоями плоскости отсчета. Это называется конфигурация микрополос или полоскового слоя и имеет важное значение для обеспечения самого четкого и прямого пути возврата сигнала. Это также важно при маршрутизации линий передачи без пересечения отдельных плоскостей, так как это может нарушить обратный путь сигнала, тем самым генерируя много ненужного шума на борту. Существует множество форм высокоскоростных линий связи. Инструменты CAD PCB-дизайна обычно имеют встроенные функции для маршрутизации управляемых линий сопротивления, дифференциальных пар или чувствительных сигналов, которые требуют дополнительного расстояния.

Маршрутизация автобусов: цифровые схемы обычно имеют сетевую группу, которая должна быть маршрутизирована, называемую автобусом. Эти автобусы, как правило, являются данными и адресованы линии между процессором и компонентами памяти, поэтому высокоскоростные ограничения дизайна могут быть добавлены. Автобусы должны быть маршрутизированы таким образом, чтобы их длина соответствовала времени подачи сигнала, а некоторые системы CAD обеспечивают специализированные функции автоматической интерактивной маршрутизации для этих сетей вместе.

Аналоговая маршрутизация: аналоговая маршрутизация должна быть в максимально возможной степени изолирована от цифровой маршрутизации. Он должен иметь свою собственную отдельную плоскость отсчета для возвращения сигнала во избежание загрязнения цифровой схемы аналоговым сигнальным шумом.

Силовые и наземные провода: силовые и наземные провода должны быть широкими, особенно для цепей с более высоким током. Не забудьте использовать теплопоглотитель для соединения штифтов сквозных отверстий и отдельных компонентов для предотвращения теплового дисбаланса во время пайки. Когда это возможно, лучше всего использовать цельную металлическую плоскость, а наземная плоскость должна находиться вдали от щелей, разрезов и трещин, чтобы служить четким сигналом возвращения. Если использование сплит самолета неизбежно, убедитесь, что сплит не находится в области высокоскоростной проводки.

Очистка: это больше, чем просто сделать маршрут выглядеть аккуратно. В некоторых случаях, таких как плавающие следы, это может повлиять на целостность сигнала на плате, поскольку они ведут себя так, как будто антенна излучает энергию. Убедитесь, что вы используете необходимые инструменты, чтобы найти и исправить любые проблемы, оставшиеся в маршрутизации.

Эти девять передовых методов компорации ПХД могут обеспечить большую часть трассировки, требуемой при проектировании ПХД.