Seis resúmenes de PCB production design

1. Disposición

Primero, considere el tamaño de PCB. Cuando el tamaño de la placa de circuito de PCB es demasiado grande, la línea impresa es larga, la impedancia aumenta, la capacidad anti-ruido disminuye y el costo aumenta; Si es demasiado pequeño, la disipación de calor es pobre y las líneas adyacentes son fáciles de perturbar. Después de determinar el tamaño de la PCB, determine la posición de los componentes especiales. Finalmente, todos los componentes del circuito están dispuestos de acuerdo con las unidades funcionales del circuito.

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

(1) Acorte el cableado entre los componentes de alta frecuencia tanto como sea posible e intente reducir sus parámetros de distribución y la interferencia electromagnética mutua. Los componentes susceptibles a interferencias no deben estar demasiado cerca unos de otros, y los componentes de entrada y salida deben estar lo más lejos posible.

(2) Puede haber una gran diferencia de potencial entre algunos componentes o cables, por lo que la distancia entre ellos debe aumentarse para evitar un cortocircuito accidental causado por una descarga. Los componentes con alto voltaje se colocarán en lugares que no sean fáciles de tocar durante la puesta en servicio.

(3) Se reservará la posición ocupada por el orificio de posicionamiento de la placa impresa y el soporte fijo.

Según la unidad funcional del circuito, la disposición de todos los componentes del circuito deberá cumplir con los siguientes principios:

(1) Organice la posición de cada unidad de circuito funcional de acuerdo con el flujo del circuito, haga que el diseño sea conveniente para el flujo de la señal y mantenga la señal en la misma dirección en la medida de lo posible.

(2) Tome los componentes centrales de cada circuito funcional como el centro y el diseño a su alrededor. Los componentes deben estar dispuestos de manera uniforme, ordenada y compacta en la PCB. Los cables y las conexiones entre los componentes deben reducirse y acortarse en la medida de lo posible.

(3) Para el circuito que trabaja a alta frecuencia, se deben considerar los parámetros de distribución entre componentes. Para circuitos generales, los componentes deben disponerse en paralelo en la medida de lo posible. De esta manera, no solo es hermoso, sino también fácil de ensamblar y soldar, y fácil de producir en masa.

(4) Los componentes ubicados en el borde de la placa de circuito generalmente no están a menos de 2 mm del borde de la placa de circuito. La mejor forma de la placa de circuito es rectangular. La relación de aspecto es de 3: 2 a 4: 3. Cuando el tamaño de la superficie de la placa de circuito sea superior a 200×150 mm, se considerará la resistencia mecánica de la placa de circuito.

2. cableado

Los principios del cableado son los siguientes:

(1) Los conductores utilizados en los terminales de entrada y salida deben evitar el paralelo adyacente en la medida de lo posible. Es mejor agregar un cable de tierra entre las líneas para evitar el acoplamiento de retroalimentación.

(2) El ancho mínimo del conductor impreso está determinado principalmente por la fuerza de adhesión entre el conductor y la placa base aislante y la corriente que fluye a través de ellos.

(3) La curvatura del cable impreso es generalmente un arco circular, y el ángulo recto o incluido afectará el rendimiento eléctrico en el circuito de alta frecuencia. Además, trate de evitar el uso de láminas de cobre de gran superficie; de ​​lo contrario, es fácil que se expandan y caigan cuando se calientan durante mucho tiempo. Cuando se deba usar una gran área de lámina de cobre, es mejor usar forma de rejilla, que es propicia para eliminar el gas volátil generado por el calentamiento del adhesivo entre la lámina de cobre y el sustrato.

3. Almohadilla

El orificio central de la almohadilla (dispositivo en línea) es un poco más grande que el diámetro del cable del dispositivo. Si la almohadilla es demasiado grande, es fácil formar una soldadura falsa. El diámetro exterior D de la almohadilla generalmente no es inferior a (D + 1.2) mm, donde D es el diámetro del orificio de entrada. Para circuitos digitales de alta densidad, el diámetro mínimo de la almohadilla puede ser (D + 1.0) mm.

Medidas antiinterferencias para PCB y circuito:

El diseño antiinterferencias de la placa de circuito impreso está estrechamente relacionado con el circuito específico. Aquí, solo se describen algunas medidas comunes de diseño antiinterferente de PCB.

1. Diseño del cable de alimentación

De acuerdo con la corriente de la placa de circuito impreso, intente aumentar el ancho de la línea eléctrica y reduzca la resistencia del bucle. Al mismo tiempo, haga que la dirección de la línea eléctrica y el cable de tierra sean coherentes con la dirección de la transmisión de datos, lo que ayuda a mejorar la capacidad anti-ruido.

2. Diseño del lote

Los principios del diseño del cable de tierra son:

(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) El cable de tierra debe ser lo más grueso posible. Si el cable de conexión a tierra está hecho de alambre cosido, el potencial de conexión a tierra cambia con el cambio de corriente, por lo que se reduce el rendimiento antirruido. Por lo tanto, el cable de conexión a tierra debe estar más grueso para que pueda pasar tres veces la corriente permitida en la placa impresa. Si es posible, el cable de conexión a tierra debe ser de más de 2 ~ 3 mm.

(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. Configuración del condensador de desacoplamiento

Uno de los métodos convencionales de diseño de PCB es configurar condensadores de desacoplamiento apropiados en cada parte clave de la PCB. El principio de configuración general del condensador de desacoplamiento es:

(1) El terminal de entrada de energía está conectado con un condensador electrolítico de 10 ~ 100uF. Si es posible, es mejor conectar más de 100uF.

(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) Para dispositivos con poca resistencia al ruido y un gran cambio de potencia durante el apagado, como dispositivos de almacenamiento RAM y ROM, los condensadores de desacoplamiento se conectarán directamente entre la línea de alimentación y el cable de tierra del chip.

5. Diseño de orificio pasante

En el diseño de PCB de alta velocidad, las vías aparentemente simples a menudo traen grandes efectos negativos al diseño del circuito. Para reducir los efectos adversos causados ​​por los efectos parásitos de las vías, podemos hacer nuestro mejor esfuerzo en el diseño.

(1) Teniendo en cuenta el costo y la calidad de la señal, se selecciona un tamaño de vía razonable. Por ejemplo, para el diseño de PCB de módulo de memoria de 6-10 capas, es mejor seleccionar vías de 10/20 MIL (perforación / almohadilla). Para algunas placas de tamaño pequeño de alta densidad, también puede intentar usar vías de 8/18 mil. En las condiciones técnicas actuales, es difícil utilizar orificios pasantes más pequeños (cuando la profundidad del orificio excede 6 veces el diámetro de perforación, es imposible garantizar que la pared del orificio se pueda recubrir uniformemente con cobre); Para vías de potencia o tierra, se puede considerar un tamaño más grande para reducir la impedancia.

(2) El enrutamiento de la señal en la placa PCB no cambiará las capas en la medida de lo posible, es decir, no se utilizarán vías innecesarias en la medida de lo posible.

(3) Las clavijas de la fuente de alimentación y la tierra deben perforarse cerca. Cuanto más corto sea el cable entre la vía y el pin, mejor

(4) Coloque algunas vías con conexión a tierra cerca de las vías de cambio de capa de señal para proporcionar el circuito más cercano para la señal. Incluso puede colocar una gran cantidad de vías de conexión a tierra redundantes en la PCB

6. Alguna experiencia en la reducción del ruido y las interferencias electromagnéticas

(1) Si puede usar chips de baja velocidad, no necesita los de alta velocidad. Los chips de alta velocidad se utilizan en lugares clave

(2) Se puede utilizar una serie de resistencias para reducir la velocidad de salto de los bordes superior e inferior del circuito de control.

(3) Intente proporcionar algún tipo de amortiguación para relés, etc., como la amortiguación de corriente de ajuste RC

(4) Utilice el reloj de frecuencia más baja que cumpla con los requisitos del sistema.

(5) El reloj debe estar lo más cerca posible del dispositivo que usa el reloj. La carcasa del oscilador de cristal de cuarzo debe estar conectada a tierra. El área del reloj estará rodeada por un cable de tierra. La línea del reloj será lo más corta posible. No debe haber cableado debajo del cristal de cuarzo y debajo del dispositivo sensible al ruido. Las señales de selección de reloj, bus y chip deben estar lejos de la línea de E / S y el conector. La interferencia de la línea de reloj perpendicular a la línea de E / S es menor que la paralela a la línea de E / S

(6) El extremo de entrada del circuito de puerta no utilizado no debe suspenderse, el extremo de entrada positivo del amplificador operacional no utilizado debe estar conectado a tierra y el extremo de entrada negativo debe conectarse al extremo de salida.