PCB El cableado es muy importante en todo el diseño de la PCB. Vale la pena estudiar cómo lograr un cableado rápido y eficiente y hacer que el cableado de su PCB parezca alto. ¡Resolvió los 7 aspectos a los que se debe prestar atención en el cableado de PCB, y venga a verificar las omisiones y llenar las vacantes!

1. Procesamiento de tierra común de circuito digital y circuito analógico

Muchos PCB ya no son circuitos de función única (circuitos digitales o analógicos), sino que están compuestos por una mezcla de circuitos digitales y analógicos. Por lo tanto, es necesario considerar la interferencia mutua entre ellos al realizar el cableado, especialmente la interferencia de ruido en el cable de tierra. La frecuencia del circuito digital es alta y la sensibilidad del circuito analógico es fuerte. Para la línea de señal, la línea de señal de alta frecuencia debe estar lo más alejada posible del dispositivo de circuito analógico sensible. Para la línea de tierra, toda la PCB tiene solo un nodo para el mundo exterior, por lo que el problema de la tierra común digital y analógica debe tratarse dentro de la PCB, y la tierra digital y la tierra analógica dentro de la placa están realmente separadas y están no conectados entre sí, sino en la interfaz (como enchufes, etc.) que conectan la PCB al mundo exterior. Hay una conexión corta entre la tierra digital y la tierra analógica. Tenga en cuenta que solo hay un punto de conexión. También hay motivos no comunes en la PCB, que están determinados por el diseño del sistema.

2. La línea de señal se coloca en la capa eléctrica (tierra)

En el cableado de la placa impresa multicapa, debido a que no quedan muchos cables en la capa de la línea de señal que no se hayan colocado, agregar más capas provocará desperdicio y aumentará la carga de trabajo de producción, y el costo aumentará en consecuencia. Para resolver esta contradicción, puede considerar el cableado en la capa eléctrica (tierra). La capa de energía debe considerarse en primer lugar y la capa de tierra en segundo lugar. Porque es mejor preservar la integridad de la formación.

3. Tratamiento de las patas de conexión en conductores de gran superficie.

En la conexión a tierra de un área grande (electricidad), las patas de los componentes comunes están conectadas a ella. El tratamiento de las piernas conectadas debe considerarse de manera integral. En términos de rendimiento eléctrico, es mejor conectar las almohadillas de las patas del componente a la superficie de cobre. Existen algunos peligros ocultos indeseables en la soldadura y el ensamblaje de componentes, tales como: ① La soldadura requiere calentadores de alta potencia. ②Es fácil crear uniones de soldadura virtuales. Por lo tanto, tanto el rendimiento eléctrico como los requisitos del proceso se convierten en almohadillas con patrones cruzados, llamadas escudos térmicos, comúnmente conocidos como almohadillas térmicas (Térmicas), de modo que se pueden generar juntas de soldadura virtuales debido al calor excesivo de la sección transversal durante la soldadura. El sexo se reduce enormemente. El procesamiento de la rama de potencia (tierra) de la placa multicapa es el mismo.

4. El papel del sistema de red en el cableado.

En muchos sistemas CAD, el cableado se determina en función del sistema de red. La cuadrícula es demasiado densa y la ruta ha aumentado, pero el paso es demasiado pequeño y la cantidad de datos en el campo es demasiado grande. Esto inevitablemente tendrá mayores requisitos para el espacio de almacenamiento del dispositivo, y también la velocidad de cálculo de los productos electrónicos basados ​​en computadora. Gran influencia. Algunas rutas no son válidas, como las ocupadas por las almohadillas de las patas del componente o por los orificios de montaje y los orificios fijos. Las redes demasiado dispersas y muy pocos canales tienen un gran impacto en la tasa de distribución. Por lo tanto, debe haber un sistema de rejilla razonable para soportar el cableado. La distancia entre las patas de los componentes estándar es de 0.1 pulgadas (2.54 mm), por lo que la base del sistema de cuadrícula generalmente se establece en 0.1 pulgadas (2.54 mm) o un múltiplo integral de menos de 0.1 pulgadas, como: 0.05 pulgadas, 0.025 pulgadas, 0.02 pulgadas, etc.

5. Tratamiento de la fuente de alimentación y el cable de tierra.

Incluso si el cableado en toda la placa PCB se completa muy bien, la interferencia causada por la consideración incorrecta de la fuente de alimentación y el cable de tierra reducirá el rendimiento del producto y, a veces, incluso afectará la tasa de éxito del producto. Por lo tanto, el cableado de la fuente de alimentación y el cable de tierra debe tomarse en serio, y la interferencia de ruido generada por la fuente de alimentación y el cable de tierra debe minimizarse para garantizar la calidad del producto. Todos los ingenieros que se dedican al diseño de productos electrónicos comprenden la causa del ruido entre el cable de tierra y el cable de alimentación, y ahora solo se expresa la supresión de ruido reducida: es bien conocido agregar el ruido entre la fuente de alimentación y el suelo. cable. Condensador Lotus. Amplíe el ancho de los cables de alimentación y tierra tanto como sea posible, preferiblemente el cable de tierra es más ancho que el cable de alimentación, su relación es: cable de tierra “cable de alimentación” cable de señal, generalmente el ancho del cable de señal es: 0.2 ~ 0.3 mm, el ancho más fino puede alcanzar 0.05 ～ 0.07 mm, el cable de alimentación es de 1.2 ～ 2.5 mm. Para la PCB del circuito digital, se puede usar un cable de tierra ancho para formar un bucle, es decir, se puede usar una red de tierra (la tierra del circuito analógico no se puede usar de esta manera). Se usa una gran área de capa de cobre como cable de tierra, que no se usa en la placa impresa. Conectado a tierra como cable de tierra en todos los lugares. O se puede convertir en una placa de varias capas, y la fuente de alimentación y los cables de tierra ocupan una capa cada uno.

6. Verificación de reglas de diseño (DRC)

Una vez que se completa el diseño del cableado, es necesario verificar cuidadosamente si el diseño del cableado se ajusta a las reglas formuladas por el diseñador y, al mismo tiempo, es necesario confirmar si las reglas establecidas cumplen con los requisitos del proceso de producción de la placa impresa. . La inspección general tiene los siguientes aspectos: línea y línea, línea Si la distancia entre la almohadilla del componente, la línea y el orificio pasante, la almohadilla del componente y el orificio pasante, y el orificio pasante y el orificio pasante es razonable y si cumple con los requisitos de producción. ¿Es apropiado el ancho de la línea eléctrica y la línea de tierra, y hay un acoplamiento estrecho entre la línea de energía y la línea de tierra (impedancia de onda baja)? ¿Hay algún lugar en la PCB donde se pueda ensanchar el cable de tierra? Si se han tomado las mejores medidas para las líneas de señal clave, como la longitud más corta, se agrega la línea de protección y la línea de entrada y la línea de salida están claramente separadas. Si hay cables de tierra separados para circuito analógico y circuito digital. Si los gráficos (como iconos y anotaciones) agregados a la PCB causarán un cortocircuito en la señal. Modifique algunas formas de línea no deseadas. ¿Hay una línea de proceso en la PCB? Si la máscara de soldadura cumple con los requisitos del proceso de producción, si el tamaño de la máscara de soldadura es apropiado y si el logotipo del personaje está presionado en la almohadilla del dispositivo, para no afectar la calidad del equipo eléctrico. Si se reduce el borde exterior del marco de la capa de tierra de energía en la placa multicapa, si la lámina de cobre de la capa de tierra de energía está expuesta fuera de la placa, es fácil causar un cortocircuito.

7. A través del diseño

Via es uno de los componentes importantes de las placas de circuito impreso multicapa, y el costo de perforación generalmente representa del 30% al 40% del costo de fabricación de las placas de circuito impreso. En pocas palabras, cada orificio de la PCB se puede llamar vía. Desde el punto de vista de la función, las vías se pueden dividir en dos categorías: una se utiliza para conexiones eléctricas entre capas; el otro se utiliza para fijar o posicionar dispositivos. En términos de proceso, las vías se dividen generalmente en tres categorías, a saber, vías ciegas, vías enterradas y vías pasantes.

Los orificios ciegos se encuentran en las superficies superior e inferior de la placa de circuito impreso y tienen una cierta profundidad. Se utilizan para conectar la línea de la superficie y la línea interior subyacente. La profundidad del agujero no suele superar una determinada relación (apertura). El agujero enterrado se refiere al agujero de conexión ubicado en la capa interior de la placa de circuito impreso, que no se extiende a la superficie de la placa de circuito. Los dos tipos de orificios mencionados anteriormente están ubicados en la capa interna de la placa de circuito y se completan mediante un proceso de formación de orificios pasantes antes de la laminación, y varias capas internas pueden superponerse durante la formación de la vía. El tercer tipo se denomina orificio pasante, que penetra en toda la placa de circuito y se puede utilizar para la interconexión interna o como orificio de posicionamiento de montaje de componentes. Debido a que el orificio pasante es más fácil de realizar en el proceso y el costo es menor, se utiliza en la mayoría de las placas de circuito impreso en lugar de los otros dos tipos de orificios pasantes. Los siguientes orificios de paso, a menos que se especifique lo contrario, se consideran orificios de paso.

1. Desde el punto de vista del diseño, una vía se compone principalmente de dos partes, una es el orificio de perforación en el medio y la otra es el área de la almohadilla alrededor del orificio de perforación. El tamaño de estas dos partes determina el tamaño de la vía. Obviamente, en el diseño de PCB de alta velocidad y alta densidad, los diseñadores siempre esperan que cuanto más pequeño sea el orificio de paso, mejor, para poder dejar más espacio de cableado en la placa. Además, cuanto más pequeño sea el orificio de paso, la capacitancia parásita propia. Cuanto más pequeño es, más adecuado es para circuitos de alta velocidad. Sin embargo, la reducción del tamaño del orificio también provoca un aumento del coste y el tamaño de las vías no se puede reducir de forma indefinida. Está restringido por tecnologías de proceso como la perforación y el enchapado: cuanto más pequeño es el orificio, más perforaciones. Cuanto más tiempo tarda el orificio, más fácil es desviarse de la posición central; y cuando la profundidad del orificio excede 6 veces el diámetro del orificio perforado, no se puede garantizar que la pared del orificio se pueda recubrir uniformemente con cobre. Por ejemplo, el grosor (profundidad del orificio pasante) de una placa PCB normal de 6 capas es de aproximadamente 50 mil, por lo que el diámetro mínimo de perforación que los fabricantes de PCB pueden proporcionar solo puede alcanzar los 8 mil.

En segundo lugar, la capacitancia parásita del orificio de vía en sí tiene una capacitancia parásita al suelo. Si se sabe que el diámetro del orificio de aislamiento en la capa de tierra de la vía es D2, el diámetro de la placa de vía es D1 y el grosor de la placa PCB es T. La constante dieléctrica del sustrato de la placa es ε, y la capacitancia parásita de la vía es aproximadamente: C = 1.41εTD1 / (D2-D1) El efecto principal de la capacitancia parásita de la vía en el circuito es extender el tiempo de subida de la señal y reducir la velocidad del circuito.

3. Inductancia parásita de las vías De manera similar, existen inductancias parásitas junto con capacitancias parásitas en las vías. En el diseño de circuitos digitales de alta velocidad, el daño causado por las inductancias parásitas de las vías es a menudo mayor que el impacto de la capacitancia parásita. Su inductancia en serie parásita debilitará la contribución del condensador de derivación y debilitará el efecto de filtrado de todo el sistema de energía. Simplemente podemos calcular la inductancia parásita aproximada de una vía con la siguiente fórmula: L = 5.08h [ln (4h / d) +1] donde L se refiere a la inductancia de la vía, h es la longitud de la vía, yd es el centro El diámetro del agujero. Puede verse en la fórmula que el diámetro de la vía tiene una pequeña influencia sobre la inductancia, y la longitud de la vía tiene la mayor influencia sobre la inductancia.

4. Vía diseño en PCB de alta velocidad. A través del análisis anterior de las características parásitas de las vías, podemos ver que en el diseño de PCB de alta velocidad, las vías aparentemente simples a menudo aportan grandes aspectos negativos al diseño de circuitos. efecto.