PCB Verdrahtung ist im gesamten PCB-Design sehr wichtig. Es lohnt sich zu studieren, wie Sie eine schnelle und effiziente Verdrahtung erreichen und Ihre Leiterplattenverdrahtung groß aussehen lassen. Sortieren Sie die 7 Aspekte, die bei der Leiterplattenverkabelung beachtet werden müssen, und kommen Sie, um die Auslassungen zu überprüfen und die Stellen zu besetzen!

1. Gemeinsame Masseverarbeitung von digitaler Schaltung und analoger Schaltung

Viele Leiterplatten sind keine Einzelfunktionsschaltungen (digitale oder analoge Schaltungen) mehr, sondern bestehen aus einer Mischung aus digitalen und analogen Schaltungen. Daher ist es notwendig, bei der Verdrahtung die gegenseitige Beeinflussung zwischen ihnen zu berücksichtigen, insbesondere die Rauschstörungen auf dem Erdungskabel. Die Frequenz der digitalen Schaltung ist hoch und die Empfindlichkeit der analogen Schaltung ist hoch. Für die Signalleitung sollte die Hochfrequenz-Signalleitung möglichst weit von der empfindlichen analogen Schaltungseinrichtung entfernt sein. Für die Masseleitung hat die gesamte Platine nur einen Knoten zur Außenwelt, daher muss das Problem der digitalen und analogen gemeinsamen Masse innerhalb der Platine gelöst werden, und die digitale Masse und die analoge Masse innerhalb der Platine sind tatsächlich getrennt und sie sind nicht miteinander verbunden, sondern an der Schnittstelle (zB Stecker, etc.), die die Leiterplatte mit der Außenwelt verbindet. Es besteht eine kurze Verbindung zwischen der digitalen Masse und der analogen Masse. Bitte beachten Sie, dass es nur einen Anschlusspunkt gibt. Es gibt auch Nicht-Gemeinsame auf der Leiterplatte, die durch das Systemdesign bestimmt werden.

2. Die Signalleitung wird auf die elektrische (Erd-)Schicht gelegt

Da bei der mehrschichtigen Leiterplattenverdrahtung nicht mehr viele Drähte in der Signalleitungsschicht übrig sind, die nicht ausgelegt wurden, führt das Hinzufügen weiterer Schichten zu Verschwendung und erhöht die Produktionsarbeitsbelastung, und die Kosten werden entsprechend steigen. Um diesen Widerspruch zu lösen, können Sie eine Verdrahtung auf der elektrischen (Masse-)Schicht in Betracht ziehen. An erster Stelle sollte die Leistungsschicht und an zweiter Stelle die Masseschicht betrachtet werden. Weil es am besten ist, die Integrität der Formation zu bewahren.

3. Behandlung von Anschlussbeinen bei großflächigen Leitern

Bei der großflächigen Erdung (Elektrizität) werden die Beine gemeinsamer Komponenten daran angeschlossen. Die Behandlung der Verbindungsbeine muss umfassend betrachtet werden. In Bezug auf die elektrische Leistung ist es besser, die Pads der Komponentenbeine mit der Kupferoberfläche zu verbinden. Beim Schweißen und der Montage von Komponenten gibt es einige unerwünschte versteckte Gefahren, wie zum Beispiel: ① Schweißen erfordert Hochleistungsheizgeräte. ②Es ist leicht, virtuelle Lötstellen zu verursachen. Daher werden sowohl die elektrische Leistung als auch die Prozessanforderungen in kreuzweise gemusterte Pads, sogenannte Hitzeschilde, allgemein als Thermal Pads (Thermal) bezeichnet, so dass virtuelle Lötverbindungen aufgrund übermäßiger Querschnittswärme während des Lötens erzeugt werden können. Sex wird stark reduziert. Die Verarbeitung des Strom-(Masse-)Bein der Multilayer-Platine ist die gleiche.

4. Die Rolle des Netzwerksystems bei der Verkabelung

In vielen CAD-Systemen wird die Verdrahtung basierend auf dem Netzwerksystem bestimmt. Das Raster ist zu dicht und der Pfad hat sich vergrößert, aber der Schritt ist zu klein und die Datenmenge im Feld ist zu groß. Dies stellt zwangsläufig höhere Anforderungen an den Speicherplatz des Geräts und auch an die Rechengeschwindigkeit der computerbasierten elektronischen Produkte. Großer Einfluss. Einige Pfade sind ungültig, z. B. solche, die von den Pads der Komponentenbeine oder von Montagelöchern und festen Löchern belegt werden. Zu spärliche Raster und zu wenige Kanäle haben einen großen Einfluss auf die Verbreitungsrate. Es muss also ein vernünftiges Rastersystem geben, das die Verkabelung unterstützt. Der Abstand zwischen den Beinen von Standardkomponenten beträgt 0.1 Zoll (2.54 mm), daher wird die Basis des Rastersystems im Allgemeinen auf 0.1 Zoll (2.54 mm) oder ein ganzzahliges Vielfaches von weniger als 0.1 Zoll festgelegt, wie zum Beispiel: 0.05 Zoll, 0.025 Zoll Zoll, 0.02 Zoll usw.

5. Behandlung von Stromversorgung und Erdungskabel

Auch wenn die Verdrahtung auf der gesamten Leiterplatte sehr gut ist, reduzieren die Störungen, die durch die unsachgemäße Berücksichtigung der Stromversorgung und des Erdungskabels verursacht werden, die Leistung des Produkts und beeinträchtigen manchmal sogar die Erfolgsrate des Produkts. Daher sollte die Verkabelung des Netzteils und des Erdungskabels ernst genommen werden, und die durch das Netzteil und das Erdungskabel erzeugten Störgeräusche sollten minimiert werden, um die Qualität des Produkts zu gewährleisten. Jeder Ingenieur, der sich mit dem Design elektronischer Produkte beschäftigt, versteht die Ursache des Rauschens zwischen dem Erdungskabel und dem Stromkabel, und jetzt kommt nur die reduzierte Rauschunterdrückung zum Ausdruck: Es ist bekannt, das Rauschen zwischen der Stromversorgung und der Erde hinzuzufügen Kabel. Lotus-Kondensator. Erweitern Sie die Breite der Strom- und Erdungskabel so weit wie möglich, vorzugsweise ist das Erdungskabel breiter als das Stromkabel. die feinste Breite kann 0.2 0.3 mm erreichen, das Netzkabel ist 0.05 0.07 mm. Für die Platine der digitalen Schaltung kann ein breiter Massedraht verwendet werden, um eine Schleife zu bilden, dh ein Massenetz kann verwendet werden (die Masse der analogen Schaltung kann auf diese Weise nicht verwendet werden). Als Massedraht wird eine großflächige Kupferschicht verwendet, die auf der Leiterplatte nicht verwendet wird. An allen Stellen als Erdungskabel mit der Erde verbunden. Oder es kann zu einer Multilayer-Platine verarbeitet werden, wobei die Stromversorgungs- und Masseleitungen jeweils eine Schicht einnehmen.

6. Design Rule Check (DRC)

Nach Abschluss des Verdrahtungsdesigns muss sorgfältig geprüft werden, ob das Verdrahtungsdesign den vom Designer formulierten Regeln entspricht, und gleichzeitig muss bestätigt werden, ob die festgelegten Regeln den Anforderungen des Leiterplattenproduktionsprozesses entsprechen . Die Hauptprüfung hat folgende Aspekte: Linie und Linie, Linie Ob der Abstand zwischen Bauteil-Pad, Leitung und Durchgangsloch, Bauteil-Pad und Durchgangsloch, sowie Durchgangs- und Durchgangsloch angemessen ist und den Produktionsanforderungen entspricht. Ist die Breite der Stromleitung und der Erdleitung angemessen und besteht eine enge Kopplung zwischen der Stromleitung und der Erdleitung (niedrige Wellenimpedanz)? Gibt es eine Stelle auf der Platine, an der das Erdungskabel erweitert werden kann? Ob die besten Maßnahmen für die wichtigsten Signalleitungen getroffen wurden, wie z. B. die kürzeste Länge, die Schutzleitung wird hinzugefügt und die Eingangsleitung und die Ausgangsleitung sind klar getrennt. Ob es separate Masseleitungen für analoge Schaltung und digitale Schaltung gibt. Ob die auf der Platine hinzugefügten Grafiken (wie Symbole und Anmerkungen) einen Signalkurzschluss verursachen. Ändern Sie einige unerwünschte Linienformen. Gibt es eine Prozesslinie auf der Leiterplatte? Ob die Lötstoppmaske den Anforderungen des Produktionsprozesses entspricht, ob die Lötstoppmaskengröße angemessen ist und ob das Zeichenlogo auf das Gerätepad gedrückt wird, um die Qualität der elektrischen Ausrüstung nicht zu beeinträchtigen. Unabhängig davon, ob die äußere Rahmenkante der Leistungserdungsschicht in der mehrschichtigen Platine verkleinert ist, ist es leicht, einen Kurzschluss zu verursachen, wenn die Kupferfolie der Leistungserdungsschicht außerhalb der Platine freiliegt.

7. Über Design

Via ist eine der wichtigsten Komponenten von mehrschichtigen PCBs, und die Bohrkosten machen normalerweise 30 bis 40 % der PCB-Herstellungskosten aus. Einfach ausgedrückt kann jedes Loch auf der Leiterplatte als Via bezeichnet werden. Aus funktionaler Sicht lassen sich Vias in zwei Kategorien einteilen: Eine wird für elektrische Verbindungen zwischen Schichten verwendet; der andere dient zum Fixieren oder Positionieren von Geräten. Prozesstechnisch werden Vias im Allgemeinen in drei Kategorien eingeteilt, nämlich Blind Vias, Buried Vias und Through Vias.

Sacklöcher befinden sich auf der Ober- und Unterseite der Leiterplatte und haben eine gewisse Tiefe. Sie werden verwendet, um die Mantellinie und die darunterliegende innere Linie zu verbinden. Die Tiefe des Lochs überschreitet normalerweise ein bestimmtes Verhältnis (Apertur) nicht. Ein vergrabenes Loch bezieht sich auf das Verbindungsloch, das sich in der Innenschicht der Leiterplatte befindet und nicht bis zur Oberfläche der Leiterplatte reicht. Die oben erwähnten zwei Arten von Löchern befinden sich in der Innenschicht der Leiterplatte und werden durch einen Durchgangslochbildungsprozess vor dem Laminieren fertiggestellt, und mehrere Innenschichten können während der Bildung des Durchgangslochs überlappt werden. Der dritte Typ wird als Durchgangsloch bezeichnet, das die gesamte Leiterplatte durchdringt und zur internen Verbindung oder als Positionierungsloch für die Komponentenmontage verwendet werden kann. Da das Durchgangsloch im Prozess einfacher zu realisieren ist und die Kosten geringer sind, wird es in den meisten Leiterplatten anstelle der beiden anderen Arten von Durchgangslöchern verwendet. Die folgenden Durchgangslöcher gelten, sofern nicht anders angegeben, als Durchgangslöcher.

1. Aus gestalterischer Sicht besteht ein Via hauptsächlich aus zwei Teilen, einem ist das Bohrloch in der Mitte und das andere ist der Pad-Bereich um das Bohrloch herum. Die Größe dieser beiden Teile bestimmt die Größe des Vias. Offensichtlich hoffen Designer beim Design von Hochgeschwindigkeits-PCBs mit hoher Dichte immer, dass je kleiner das Durchgangsloch ist, desto besser, damit mehr Verdrahtungsraum auf der Platine gelassen werden kann. Außerdem ist die parasitäre Kapazität selbst umso größer, je kleiner das Durchgangsloch ist. Je kleiner es ist, desto besser ist es für Hochgeschwindigkeitsstrecken geeignet. Die Verringerung der Lochgröße bringt jedoch auch eine Kostenerhöhung mit sich, und die Größe der Durchkontaktierungen kann nicht unbegrenzt verringert werden. Sie wird durch Verfahrenstechniken wie Bohren und Plattieren eingeschränkt: Je kleiner das Loch, desto mehr Bohren Je länger das Loch dauert, desto leichter kann von der Mittelposition abgewichen werden; und wenn die Tiefe des Lochs das 6-fache des Bohrlochdurchmessers überschreitet, kann nicht garantiert werden, dass die Lochwand gleichmäßig verkupfert werden kann. Zum Beispiel beträgt die Dicke (Durchgangslochtiefe) einer normalen 6-lagigen Leiterplatte etwa 50 Mil, sodass der minimale Bohrdurchmesser, den PCB-Hersteller bereitstellen können, nur 8 Mil erreichen kann.

Zweitens hat die parasitäre Kapazität des Durchgangslochs selbst eine parasitäre Kapazität gegenüber Masse. Wenn bekannt ist, dass der Durchmesser des Isolationslochs auf der Masseschicht des Vias D2 ist, der Durchmesser des Via-Pads D1 ist und die Dicke der Leiterplatte T ist, Die Dielektrizitätskonstante des Leiterplattensubstrats ist ε, und die parasitäre Kapazität der Durchkontaktierung beträgt ungefähr: C=1.41εTD1/(D2-D1) Die Hauptwirkung der parasitären Kapazität der Durchkontaktierung auf die Schaltung besteht darin, die Anstiegszeit des Signals zu verlängern und die Geschwindigkeit der Schaltung zu reduzieren.

3. Parasitäre Induktivität von Vias Ebenso gibt es parasitäre Induktivitäten zusammen mit parasitären Kapazitäten in Vias. Beim Design von Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen ist der durch parasitäre Induktivitäten von Vias verursachte Schaden oft größer als der Einfluss parasitärer Kapazitäten. Seine parasitäre Serieninduktivität schwächt den Beitrag des Bypass-Kondensators und schwächt die Filterwirkung des gesamten Stromversorgungssystems. Wir können die ungefähre parasitäre Induktivität eines Vias einfach mit der folgenden Formel berechnen: L=5.08h[ln(4h/d)+1] wobei sich L auf die Induktivität des Vias bezieht, h die Länge des Vias ist und d ist das Zentrum Der Durchmesser des Lochs. Aus der Formel ist ersichtlich, dass der Durchmesser des Vias einen geringen Einfluss auf die Induktivität hat und die Länge des Vias den größten Einfluss auf die Induktivität hat.

4. Via-Design in Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte. Durch die obige Analyse der parasitären Eigenschaften von Vias können wir sehen, dass scheinbar einfache Vias im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design oft große Nachteile für das Schaltungsdesign haben. Wirkung.