Sechs Zusammenfassungen von PCB Produktdesign

1. Anordnung

Betrachten Sie zunächst die Größe der Leiterplatte. Wenn die Größe der PCB-Leiterplatte zu groß ist, ist die gedruckte Leitung lang, die Impedanz steigt, die Rauschunterdrückung nimmt ab und die Kosten steigen; Wenn es zu klein ist, ist die Wärmeableitung schlecht und die angrenzenden Leitungen können leicht gestört werden. Nachdem Sie die Größe der Leiterplatte bestimmt haben, bestimmen Sie die Position der speziellen Komponenten. Schließlich sind alle Komponenten der Schaltung entsprechend den Funktionseinheiten der Schaltung angeordnet.

The following principles shall be observed when determining the position of special elements:

(1) Kürzen Sie die Verkabelung zwischen Hochfrequenzkomponenten so weit wie möglich und versuchen Sie, deren Verteilungsparameter und gegenseitige elektromagnetische Störungen zu reduzieren. Störanfällige Komponenten dürfen nicht zu nah beieinander und Ein- und Ausgangskomponenten möglichst weit entfernt sein.

(2) Zwischen einigen Komponenten oder Drähten kann eine hohe Potenzialdifferenz bestehen, daher sollte der Abstand zwischen ihnen erhöht werden, um einen versehentlichen Kurzschluss durch Entladung zu vermeiden. Bauteile mit Hochspannung sind an Stellen anzuordnen, die bei der Inbetriebnahme nicht leicht zu berühren sind.

(3) Die Position des Positionierungslochs der bedruckten Platte und des festen Trägers bleibt vorbehalten.

Entsprechend der Funktionseinheit der Schaltung muss die Anordnung aller Komponenten der Schaltung den folgenden Grundsätzen entsprechen:

(1) Ordnen Sie die Position jeder funktionalen Schaltungseinheit gemäß dem Schaltungsfluss an, gestalten Sie das Layout für den Signalfluss geeignet und halten Sie das Signal so weit wie möglich in der gleichen Richtung.

(2) Nehmen Sie die Kernkomponenten jedes Funktionskreises als Zentrum und Layout um ihn herum. Die Bauteile sollen gleichmäßig, sauber und kompakt auf der Leiterplatte angeordnet sein. Die Leitungen und Verbindungen zwischen den Komponenten sind so weit wie möglich zu reduzieren und zu kürzen.

(3) Für die mit Hochfrequenz arbeitende Schaltung sollten die Verteilungsparameter zwischen den Komponenten berücksichtigt werden. Bei allgemeinen Stromkreisen sind Komponenten möglichst parallel anzuordnen. Auf diese Weise ist es nicht nur schön, sondern auch einfach zu montieren und zu schweißen und einfach in Serie zu produzieren.

(4) Komponenten, die sich am Rand der Leiterplatte befinden, sind im Allgemeinen nicht weniger als 2 mm vom Rand der Leiterplatte entfernt. Die beste Form der Platine ist ein Rechteck. Das Seitenverhältnis beträgt 3:2 bis 4:3. Wenn die Oberflächengröße der Leiterplatte mehr als 200 x 150 mm beträgt, muss die mechanische Festigkeit der Leiterplatte berücksichtigt werden.

2. Verkabelung

Die Prinzipien der Verkabelung sind wie folgt:

(1) The conductors used at the input and output terminals shall avoid adjacent parallel as far as possible. It is better to add ground wire between lines to avoid feedback coupling.

(2) Die Mindestbreite der Leiterbahn wird hauptsächlich durch die Haftfestigkeit zwischen Leiter und isolierender Grundplatte und den durch sie fließenden Strom bestimmt.

(3) Die Biegung von gedruckten Drähten ist im Allgemeinen kreisbogenförmig, und der rechte Winkel oder eingeschlossene Winkel beeinflusst die elektrische Leistung in Hochfrequenzschaltungen. Versuchen Sie außerdem, großflächige Kupferfolien zu vermeiden, da sonst bei längerer Erhitzung leicht eine Ausdehnung und ein Abfallen der Kupferfolie auftreten können. Wenn eine große Fläche von Kupferfolie verwendet werden muss, ist es am besten, eine Gitterform zu verwenden, die dazu beiträgt, das flüchtige Gas zu entfernen, das durch das Erhitzen des Klebstoffs zwischen der Kupferfolie und dem Substrat erzeugt wird.

3. Pad

Das Loch in der Mitte des Pads (in-line-Gerät) ist etwas größer als der Leitungsdurchmesser des Geräts. Wenn das Pad zu groß ist, kann es leicht zu Falschlötungen kommen. Der Außendurchmesser D des Pads beträgt im Allgemeinen nicht weniger als (D + 1.2) mm, wobei D der Durchmesser des Anschlusslochs ist. Für digitale Schaltkreise mit hoher Dichte kann der Mindestdurchmesser des Pads (D + 1.0) mm betragen.

Anti-Interferenz-Maßnahmen für Leiterplatte und Schaltung:

Das Anti-Interferenz-Design von Leiterplatten hängt eng mit der spezifischen Schaltung zusammen. Hier werden nur einige gängige Maßnahmen des PCB-Entstörungsdesigns beschrieben.

1. Netzkabel-Design

Versuchen Sie je nach Stromstärke der Leiterplatte, die Breite der Stromleitung zu erhöhen und den Schleifenwiderstand zu verringern. Stellen Sie gleichzeitig die Richtung der Stromleitung und des Erdungskabels mit der Richtung der Datenübertragung in Einklang, um die Rauschunterdrückung zu verbessern.

2. Losdesign

Die Prinzipien des Erdungskabeldesigns sind:

(1) Digital and analog are separated. If there are both logic circuits and linear circuits on the circuit board, they shall be separated as far as possible. Single point parallel grounding shall be adopted for the grounding of low-frequency circuit as far as possible. If it is difficult to connect the actual wiring, it can be partially connected in series and then connected in parallel. Multi point series grounding shall be adopted for high-frequency circuit, the ground wire shall be short and rented, and grid like large-area ground foil shall be used around high-frequency components as far as possible.

(2) Der Erdungsdraht muss so dick wie möglich sein. Wenn der Erdungsdraht aus vernähtem Draht besteht, ändert sich das Erdungspotential mit der Änderung des Stroms, so dass die Rauschunterdrückung verringert wird. Daher sollte der Erdungsdraht verdickt werden, damit er das Dreifache des zulässigen Stroms auf der Leiterplatte passieren kann. Wenn möglich, sollte der Erdungsdraht länger als 2 ~ 3 mm sein.

(3) The grounding wire forms a closed loop. For printed boards only composed of digital circuits, the grounding circuit is arranged in a cluster loop, which can improve the anti noise ability.

4. Konfiguration des Entkopplungskondensators

Eine der herkömmlichen Methoden des PCB-Designs besteht darin, geeignete Entkopplungskondensatoren an jedem Schlüsselteil der PCB zu konfigurieren. Das allgemeine Konfigurationsprinzip des Entkopplungskondensators ist:

(1) Der Stromeingangsanschluss ist mit einem 10 ~ 100uF Elektrolytkondensator verbunden. Wenn möglich, ist es besser, mehr als 100uF anzuschließen.

(2) In principle, each integrated circuit chip shall be equipped with a 0.01uF ~ 0.1uF ceramic chip capacitor. In case of insufficient gap in the printed board, a 1 ~ 10PF capacitor can be arranged every 4 ~ 8 chips.

(3) Bei Geräten mit schwachem Rauschwiderstand und großen Leistungsänderungen während des Herunterfahrens, wie z. B. RAM- und ROM-Speichergeräte, müssen Entkopplungskondensatoren direkt zwischen der Stromleitung und dem Massedraht des Chips angeschlossen werden.

5. Durchgangsloch-Design

Im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design bringen scheinbar einfache Vias oft große negative Auswirkungen auf das Schaltungsdesign. Um die durch die parasitären Effekte von Vias verursachten negativen Auswirkungen zu reduzieren, können wir unser Bestes beim Design geben

(1) Unter Berücksichtigung der Kosten und der Signalqualität wird eine vernünftige Via-Größe ausgewählt. Für das PCB-Design von 6-10-Layer-Speichermodulen ist es beispielsweise besser, 10/20MIL-Durchkontaktierungen (Bohren/Pad) auszuwählen. Bei einigen High-Density-Small-Size-Boards können Sie auch versuchen, 8 / 18-mil-Durchkontaktierungen zu verwenden. Unter den gegenwärtigen technischen Bedingungen ist es schwierig, kleinere Durchgangslöcher zu verwenden (wenn die Tiefe des Lochs das 6-fache des Bohrdurchmessers überschreitet, kann nicht sichergestellt werden, dass die Lochwand gleichmäßig verkupfert werden kann); Bei Durchkontaktierungen mit Strom oder Masse kann eine größere Größe in Betracht gezogen werden, um die Impedanz zu reduzieren

(2) Das Signal-Routing auf der Leiterplatte soll möglichst keine Layer wechseln, d. h. unnötige Vias sollen möglichst nicht verwendet werden

(3) Die Pins der Stromversorgung und der Masse sollten in der Nähe perforiert werden. Je kürzer die Zuleitung zwischen Via und Pin, desto besser

(4) Platzieren Sie einige geerdete Durchkontaktierungen in der Nähe der Durchkontaktierungen des Signalschichtwechsels, um die nächste Schaltung für das Signal bereitzustellen. Sie können sogar eine Vielzahl von redundanten Erdungsdurchkontaktierungen auf der Platine platzieren

6. Einige Erfahrung in der Reduzierung von Lärm und elektromagnetischen Störungen

(1) Wenn Sie Low-Speed-Chips verwenden können, benötigen Sie keine High-Speed-Chips. An Schlüsselstellen kommen Hochgeschwindigkeitschips zum Einsatz

(2) Eine Reihe von Widerständen kann verwendet werden, um die Sprungrate der oberen und unteren Flanken der Steuerschaltung zu reduzieren.

(3) Versuchen Sie, eine Art Dämpfung für Relais usw. bereitzustellen, wie z. B. die RC-Einstellung der Stromdämpfung

(4) Verwenden Sie den Taktgeber mit der niedrigsten Frequenz, der die Systemanforderungen erfüllt.

(5) Die Uhr muss sich so nah wie möglich an der die Uhr verwendenden Einrichtung befinden. Das Gehäuse des Quarzkristalloszillators muss geerdet sein. Der Uhrenbereich muss von einem Erdungskabel umgeben sein. Die Taktleitung soll so kurz wie möglich sein. Unter dem Quarzkristall und unter dem rauschempfindlichen Gerät dürfen keine Kabel verlegt werden. Takt-, Bus- und Chipauswahlsignale müssen weit von der E/A-Leitung und dem Stecker entfernt sein. Die Interferenz der Taktleitung senkrecht zur I / O-Leitung ist geringer als die parallel zur I / O-Leitung

(6) Das Eingangsende der unbenutzten Gate-Schaltung darf nicht ausgesetzt werden, das positive Eingangsende des unbenutzten Operationsverstärkers muss geerdet sein und das negative Eingangsende soll mit dem Ausgangsende verbunden sein