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PCB科技 - 高速PCB設計指南之六:PowerPCB在PCB設計中的應用科技

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高速PCB設計指南之六:PowerPCB在PCB設計中的應用科技

2021-08-18
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Author:IPCB

The print預計起飛時間 circuit 板 (印刷電路板) is 這個 support for circuit components and devices in electronic products. 它在電路元件和設備之間提供電力連接. 隨著電子技術的飛速發展, 密度 印刷電路板 越來越高了. 的質量 印刷電路板 設計 對抗干擾能力有很大影響. 實踐證明,即使電路原理圖 設計 正確且印刷電路 板 不正確 設計ed, 這將對電子產品的可靠性產生不利影響. 例如, 如果兩條細平行線 板 靠得很近, 這將導致訊號波形延遲, 傳輸線末端會形成反射雜訊. 因此, 什麼時候 設計對印刷電路進行佈線 板, 你應該注意採用正確的方法, 遵守 印刷電路板 設計, 並滿足抗干擾要求 設計.


否. 一般原則 印刷電路板設計

為了獲得最佳的電子電路效能,元件的佈局和導線的佈局非常重要。 為了設計質量好、成本低的印刷電路板,應遵循以下一般原則:


1.、接線


接線原理如下:

(1)用於輸入和輸出端子的導線應儘量避免相鄰和平行。 最好在導線之間添加地線,以避免迴響耦合。

(2.)印刷電路板導線的最小寬度主要取決於導線與絕緣基板之間的粘合强度以及流經它們的電流值。 當銅箔的厚度為0.5mm,寬度為1-15mm時,通過2A.的電流,溫度不會高於3.℃。 囙此,1.5mm的鋼絲寬度可以滿足要求。 對於集成電路,尤其是數位電路,通常選擇0.02至0.3 mm的線寬。 當然,盡可能長的使用盡可能寬的線路,尤其是電源線和地線。 導線的最小間距主要由最壞情况下的絕緣電阻和導線之間的擊穿電壓决定。 對於集成電路,尤其是數位電路,只要工藝允許,間距可以小於5-8密耳。

(3)印刷導體的彎曲通常為弧形,直角或夾角會影響高頻電路中的電力效能。 此外,儘量避免使用大面積銅箔,否則銅箔在長時間加熱時容易膨脹和脫落。 當必須使用大面積銅箔時,最好使用網格形狀。 這有助於消除銅箔和基板之間的粘合劑加熱產生的揮發性氣體。


2、佈局


首先,考慮印刷電路板尺寸。 當印刷電路板尺寸過大時,印刷線路過長,阻抗增大,抗雜訊能力降低,成本新增; 如果印刷電路板尺寸太小,散熱不好,相鄰線路容易受到干擾。 確定印刷電路板尺寸後,確定特殊組件的位置。 最後,根據電路的功能單元,對電路的各個組成部分進行了佈局。

確定特殊部件的位置時,應遵守以下原則:

(1)儘量縮短高頻元件之間的接線,儘量減少其分佈參數和相互的電磁干擾。 易受干擾的組件不應彼此靠得太近,輸入和輸出組件應盡可能遠離。

(2)某些部件或導線之間可能存在高電位差,應新增它們之間的距離,以避免放電引起的意外短路。 高壓部件應盡可能佈置在調試時手不易觸及的地方。

(3)重量超過15g的部件應用支架固定,然後焊接。 那些體積大、重量重、產生大量熱量的部件不應安裝在印刷電路板上,而應安裝在整機的底盤底板上,並應考慮散熱問題。 熱組件應遠離加熱組件。

(4)電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調部件的佈置應考慮整機的結構要求。 如果在機器內部進行調整,應將其放置在便於調整的印刷電路板上; 如果在機器外部進行調整,其位置應與底盤面板上調整旋鈕的位置相匹配。

(5)預留印製板定位孔和固定支架所占位置。


根據電路的功能單元。 在佈置電路的所有部件時,必須滿足以下原則:


(1)根據電路流程安排各功能電路單元的位置,使佈局便於訊號流通,訊號儘量保持在同一方向。

(2)以各功能電路的核心部件為中心,圍繞其進行佈置。 元器件在印刷電路板上的排列應均勻、整齊、緊湊。 儘量減少和縮短部件之間的導線和連接。

(3)對於高頻運行的電路,必須考慮組件之間的分佈參數。 一般來說,電路應盡可能並聯佈置。 這樣不僅美觀,而且安裝焊接方便,易於批量生產。

(4)位於電路板邊緣的元件通常距離電路板邊緣不小於2mm。 電路板的最佳形狀是矩形。 長度和寬度對為3:2或4:3。 當電路板尺寸大於200×150mm時,應考慮電路板的機械強度。


3、Pad

焊盤的中心孔略大於設備導線的直徑。 如果焊盤太大,很容易形成假焊料。 襯墊的外徑D通常不小於(D+1.2)mm,其中D是引線直徑。 對於高密度數位電路,焊盤的最小直徑可以是(d+1.0)mm。


二 印刷電路板和電路抗干擾措施

The 抗干擾性 設計印刷電路的 板 與特定電路有密切關係. 在這裡, 只有幾個常見的 印刷電路板 anti-jamming 設計 已解釋.


1、電源線設計

根據印刷電路板電流的大小,儘量新增電源線的寬度,以减小回路電阻。 同時,使電源線和地線的方向與資料傳輸的方向一致,有助於增强抗雜訊能力。


2、地線設計

在電子產品的設計中,接地是控制干擾的重要手段。 如果接地和遮罩能適當地結合使用,大多數干擾問題都能得到解决。 電子產品的地線結構大致包括系統地線、主機殼地線(遮罩地線)、數位地線(邏輯地線)和類比地線。 接地線設計應注意以下幾點:


(1)正確選擇單點接地和多點接地

在低頻電路中,訊號的工作頻率小於1MHz,其佈線和器件之間的電感影響較小,而接地電路形成的環流對干擾的影響較大,囙此應採用一點接地。 當訊號工作頻率大於10MHz時,地線阻抗變得非常大。 此時,應盡可能降低地線阻抗,並應使用最近的多個點進行接地。 當工作頻率為1 10MHz時,如果採用單點接地,地線長度不應超過波長的1/20,否則應採用多點接地管道。


(2)數位接地與類比接地分離。

電路板上既有高速邏輯電路,也有線性電路。 它們應盡可能分開,兩者的地線不應混在一起,應連接到電源端子的地線上。 低頻電路的接地應盡可能在單點並聯接地。 當實際接線困難時,可將其部分串聯,然後並聯接地。 高頻電路應多點串聯接地,接地線應短而粗,高頻元件周圍應儘量使用網格狀大面積接地箔。 儘量新增線性電路的接地面積。


(3)接地線形成閉合回路。

什麼時候 設計ing the grounding system of a printed circuit 僅由數位電路組成, 使接地線閉合可以顯著提高抗雜訊能力. 原因是印刷電路上有許多集成電路元件 板, 尤其是當有消耗大量電力的組件時, 由於地線厚度的限制, 接地線上會產生很大的電位差, 導致抗噪性降低., 如果接地線形成回路, 减小電位差,提高電子設備的抗雜訊能力.


(4)接地線應盡可能厚。

如果地線使用非常細的線,則接地電位會隨著電流的變化而變化,導致電子產品的定時信號電平不穩定,抗雜訊效能降低。 囙此,地線應盡可能厚,以使其能够通過印刷電路板允許電流的3倍。 如果可能,地線的寬度應大於3mm。


3 去耦電容器配寘

常規方法之一 印刷電路板設計 是在印刷電路板的每個關鍵部件上配寘適當的去耦電容器 板. 去耦電容器的一般配寘原則為:


(1)在電源輸入端連接一個10-100uf電解電容器。 如果可能,最好連接到100uF或更高。

(2)原則上,每個集成電路晶片應配備一個0.01pF陶瓷電容器。 如果印製板的間隙不够,可以為每4-8個晶片配寘1-10pF鉭電容器。

(3)對於抗雜訊能力弱、關機時功率變化大的設備,如RAM和ROM儲存設備,應在晶片的電源線和地線之間直接連接去耦電容器。

(4)電容器引線不宜過長,尤其是高頻旁路電容器。


此外,應注意以下兩點:

(1)當印製板上有接觸器、繼電器、按鈕等元件時,操作時會產生較大的火花放電,必須使用RC電路來吸收放電電流。 通常,R取1 2K,C取2.2 47uF。

(2)CMOS的輸入阻抗非常高,容易感應,囙此在使用時,未使用的端子應接地或連接到正極電源。


3、權力印刷電路板簡介


權力印刷電路板是美國Innoveda的軟體產品。

權力印刷電路板使用戶能够完成高品質的設計,生動地體現了電子設計行業的各個方面。 它的約束驅動設計方法可以縮短產品完成時間。 您可以為每個訊號定義安全間距、佈線規則和高速電路設計規則,並將這些計畫分層應用於電路板、每一層、每種類型的網絡、每一個網絡和網絡上的每個組,每個管脚配對以確保佈局設計的正確性。 它包括豐富的功能,包括集羣佈局工具、動態佈線編輯、動態電力效能檢查、自動標注尺寸和强大的CAM輸出功能。 它還能够集成協力廠商軟體工具,如SPECCTRA路由器。

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四, 電子線路板 use skills


權力印刷電路板已在我院推廣使用,其基本使用科技已在培訓資料中詳細說明。 對於我們研究所的大多數電子應用工程師來說,問題是,在掌握了TANGO等佈線工具之後,如何轉向權力印刷電路板的應用。 囙此,本文不討論此類應用程序和培訓資料,而是使用更多的科技技能進行討論。


1、輸入規格

對於大多數使用過探戈的人來說,當他們第一次開始使用Power印刷電路板時,他們可能會覺得Power印刷電路板限制太多。 因為Power印刷電路板的前提是確保原理圖輸入的正確性和原理圖到印刷電路板的定期傳輸。 囙此,其原理圖不具備斷開電力連接的功能,也不能隨意將電力連接停在某個位置。 必須確保每個電力連接必須有一個啟動管。 引脚和端接引脚,或連接到軟件提供的連接器,用於不同頁面之間的資訊傳輸。 這是一種防止錯誤的方法。 事實上,它也是一種我們應該遵循的標準化原理圖輸入方法。


在Power印刷電路板設計中,所有與原理圖網表不一致的更改都必須在ECO模式下進行,但它為用戶提供了OLE連結,可以將原理圖中的更改傳輸到印刷電路板,或修改印刷電路板返回原理圖。 這樣,不僅可以防止由於疏忽造成的錯誤,而且還為實際需要修改提供了方便。 但是,應注意,當您進入ECO模式時,必須選擇“寫入ECO檔案”選項,並且只有當您退出ECO模式時,才會執行ECO檔案寫入操作。


2、動力層和地面層的選擇

有兩個選項可用於設定Power印刷電路板中的電源層和接地層、CAM平面和分割/混合。 折開/混合主要用於多個電源或接地共用一層時,但也可用於只有一個電源和接地時。 其主要優點是輸出圖與燈光圖一致,便於檢查。 凸輪平面用於單個電源或接地。 此方法為負輸出。 請注意,輸出時必須添加第25層。 第25層包含接地電力資訊,主要是指電氣層焊盤的安全距離比正常焊盤大約20密耳,以確保金屬化過孔後不會有訊號連接到地面。 這要求每個焊盤包含第25層資訊。 當我們構建自己的庫時,我們經常忽略這個問題,導致使用折開/混合選項。


3、推或不推

電子線路板 提供了一個非常有用的功能是自動推送. 當我們手動佈線時, 印刷品 板 完全在我們的控制之下, 開啟自動推送功能非常方便. 但如果在完成預接線後, 當您想要自動佈線時, 最好修復預佈線線路, 否則,軟件會認為該線段可以在自動佈線過程中移動, 你的工作就會徹底顛覆, 造成不必要的損失.


4、新增定位孔

我們的印製板通常需要添加一些安裝定位孔,但對於Power印刷電路板,這是一種不同於示意圖的設備放置,需要在ECO模式下完成。 但是如果在最後的檢查中,軟件囙此給我們帶來了很多錯誤,那就不是很方便了。 在這種情況下,定位孔設備可以設定為非ECO注册。


在編輯設備視窗下,選擇“編輯電力特性”按鈕。 在此視窗中,選擇“常規”項目並取消選中“生態注册”項目。 這樣,在檢查時,Power印刷電路板將不會認為該設備需要與網絡清單進行比較,並且不會有不應該存在的錯誤。


5、添加新的電源包

由於我們的國際標準與美國軟體公司的標準不一致,我們盡最大努力為每個人配備國際圖書館。 但電源和接地的新符號必須添加到軟件附帶的庫中,否則它不會認為您構建的符號是電源。

囙此,當我們想要構建符合國家標準的電源符號時,我們需要打開現有的電源符號組,選擇“編輯電力連接”按鈕,按一下“添加”按鈕,然後輸入新創建的符號的名稱和其他資訊。 然後,選擇“編輯門封裝”按鈕,選擇剛剛創建的符號名稱,繪製所需的形狀,退出繪製狀態,然後保存。 可以在示意圖中調用此新符號。


6、空脚設定

在我們使用的設備中,一些tube腳本是空引脚,標記為NC。 在構建庫時,我們必須注意,否則標記為NC的引脚將連接在一起。 這是因為您在構建庫時在“SINGAL\u pins”中構建了NC管脚,Power印刷電路板將“SINGAL\u pins”中的管脚視為隱式默認管脚和有用管脚,如VCC和GND。 囙此,如果您有NC管脚,則必須將其從“SINGAL\u管脚”中删除,或者換句話說,您根本不需要注意它們,也不需要將它們用作任何特殊定義。


7、3極管引脚比較

3極管的包裝有很多變化。 當我們構建自己的3極管庫時,我們經常發現原理圖的網表與我們在傳輸到印刷電路板後想要的連接不一致。 這個問題主要在於資料庫的建設。


由於電晶體的管脚通常標有E、B、C,囙此在創建自己的電晶體庫時,必須在“編輯電力連接”視窗中選中“包括字母數位管脚”核取方塊。 此時,“數位管脚標籤點亮,輸入標籤,並將電晶體的相應管脚更改為字母。這樣,連接到印刷電路板封裝時將更容易識別。


8、表面貼裝器件的預處理

現在,由於小型化的需求,表面貼裝器件得到了越來越多的應用。 在佈線過程中,表面貼裝器件的處理非常重要,尤其是在鋪設多層板時。 由於表面貼裝設備僅在一層上具有電力連接,與作為通孔放置在板上的雙列直插式設備不同,當其他層需要連接到表面設備時,設備的管必須從表面連接。 拔出脚上的一根短電線,將其穿孔,然後將其連接到其他設備。 這就是所謂的扇入(fan-in)和扇出(fan-out)操作。


如有必要,我們應首先在表面安裝設備上執行扇入和扇出操作,然後執行佈線。 這是因為如果我們只在自動佈線設定檔中選擇扇入和扇出操作,軟件將在佈線過程中執行此操作。 此時,繪製的線將被扭曲和扭曲,並且將相對較長。 囙此,在佈局完成後,我們可以先進入自動路由器,在設定檔案中只選擇扇入和扇出操作,而不選擇其他佈線選項,這樣從表面貼裝設備繪製的線更短、更整齊。


9、將電路板圖紙添加到AUTOCAD

有時我們需要將印製板圖紙添加到結構圖紙中。 此時,可以通過轉換工具將印刷電路板檔案轉換為AUTOCAD識別的格式。 在印刷電路板繪圖框中,選擇“檔案”選單中的“輸出”功能表項目,在彈出的檔案輸出視窗中將保存類型設定為DXF檔案,然後保存。 可以在AUTOCAD中打開此圖片。

當然,PADS中有自動標記功能,可以標記繪製的印製板,並自動顯示板框或定位孔的位置。 應該注意的是,如果要向鑽孔繪圖圖層中的其他輸出影像添加注釋,則尤其需要在輸出時添加此圖層。


10、Power印刷電路板與ViewDraw的介面

使用ViewDraw的原理圖,可以生成Power印刷電路板錶,Power印刷電路板讀入網表後,還可以執行自動佈線等功能。 此外,Power印刷電路板中還有一個連結工具,可以與VIEWDRAW的原理圖進行動態連結和修改,並保持電力連接的一致性。


然而,由於軟體版本和升級版本的不同,有時兩個軟件對設備名稱的定義不一致,這將導致網表的傳輸錯誤。 為了避免這種錯誤,最好構建一個庫來存儲ViewDraw和Power印刷電路板對應的設備。 當然,這只適用於某些不匹配的設備。 您可以使用Power印刷電路板中的複製功能輕鬆地將現有Power印刷電路板中其他庫中的組件包複製到此庫中,並將它們保存為VIEWDRAW中的相應名稱。


11、生成Gerber檔案

過去,當我們製作印製板時,我們將印製板圖複製到軟碟上,並將其直接發送到製版廠。 這種方法保密性差,非常麻煩。 有必要給製版廠寫一份非常詳細的檔案。 現在,我們可以使用Power印刷電路板直接向製造商生成gerber檔案。 從光繪檔案的名稱可以看出,這是第一層佈線,無論是絲網還是焊接掩模,都非常方便和安全。


傳輸gerber檔案的步驟:


A、在Power印刷電路板的CAM輸出視窗的設備設定中將光圈更改為999。

B、當傳輸到路由層時,選擇文檔類型作為路由,然後在該層中選擇板框架和需要放置在該層上的東西。 不經意間,您應該在切換行時删除行和文字(除非您想在行上生成銅制字母)。

C、傳輸焊接掩模時,選擇檔案類型為SALL\U mask,並在頂部焊接掩模中選擇過孔。

D、轉換為絲印時,選擇檔案類型為絲印,其餘參照步驟B和C。

E、傳輸鑽孔數據時,選擇檔案類型為NC鑽孔,並直接轉換。

請注意,傳輸gerber檔案時,必須先預覽它。 預覽中的圖形是您希望從gerber輸出的圖形,囙此您必須仔細觀察,以防出錯。


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