In design, layout is an important part. The quality of the layout result will directly affect the effect of the wiring, so it can be considered that a reasonable layout is the first step to a successful PCB design. Especially the pre-layout is the process of thinking about the entire circuit board, signal flow, heat dissipation, structure and other structures. If the pre-layout fails, no amount of effort will be needed.

PCB layout design The design process flow of printed circuit boards includes schematic design, electronic component database registration, design preparation, block division, electronic component configuration, configuration confirmation, wiring and final inspection. In the process of the process, no matter which process is found to be a problem, it must be returned to the previous process for reconfirmation or correction.

Selles artiklis tutvustatakse esmalt PCB paigutuse kavandamise reegleid ja tehnikaid ning seejärel selgitatakse, kuidas kujundada ja kontrollida PCB paigutust, lähtudes paigutuse DFM-i nõuetest, termilise disaini nõuetest, signaali terviklikkuse nõuetest, elektromagnetilise ühilduvuse nõuetest, kihtide seadistustest ja toite maandusjaotuse nõuetest ning toitemoodulid. Nõudeid ja muid aspekte analüüsitakse üksikasjalikult ning üksikasjade väljaselgitamiseks järgige toimetajat.

PCB paigutuse kujundamise reeglid

1. Tavaolukorras peavad kõik komponendid olema paigutatud trükkplaadi samale pinnale. Ainult siis, kui tipptasemel komponendid on liiga tihedad, saab paigaldada mõningaid piiratud kõrgusega ja vähese soojusenergiaga seadmeid, nagu kiiptakistid, kiipkondensaatorid ja kiipkondensaatorid. Alumisele kihile asetatakse kiip IC jne.

2. Elektrilise jõudluse tagamise eelduseks on, et komponendid tuleks asetada võrele ja paigutada üksteisega paralleelselt või risti, et need oleksid korralikud ja ilusad. Tavaolukorras ei tohi komponendid kattuda; komponentide paigutus peaks olema kompaktne ja komponendid peavad olema paigutatud kogu paigutusele. Jaotus on ühtlane ja tihe.

3. The minimum distance between adjacent land patterns of different components on the circuit board should be above 1mm.

4. Kaugus trükkplaadi servast ei ole üldjuhul väiksem kui 2 mm. Trükkplaadi parim kuju on ristkülikukujuline ja kuvasuhe on 3:2 või 4:3. Kui trükkplaadi suurus on suurem kui 200 mm x 150 mm, kaaluge, mida trükkplaat talub mehaanilist tugevust.

PCB layout design skills

PCB paigutuse kavandamisel tuleks analüüsida trükkplaadi ühikuid ja paigutuse kujundus peaks põhinema käivitusfunktsioonil. Ahela kõigi komponentide paigutamisel tuleks järgida järgmisi põhimõtteid:

1. Paigutage iga funktsionaalse vooluahela üksuse asukoht vastavalt vooluringile, nii et paigutus oleks signaali ringluseks mugav ja signaal hoitakse võimalikult samas suunas [1].

2. Take the core components of each functional unit as the center and lay out around him. The components should be uniformly, integrally and compactly arranged on the PCB to minimize and shorten the leads and connections between the components.

3. Kõrgetel sagedustel töötavate ahelate puhul tuleb arvestada komponentide vahelisi jaotusparameetreid. Üldistes ahelates tuleks komponendid paigutada võimalikult paralleelselt, mis pole mitte ainult ilus, vaid ka lihtne paigaldada ja masstootmine.

Kuidas kujundada ja kontrollida PCB paigutust

1. DFM requirements for layout

1. The optimal process route has been determined, and all devices have been placed on the board.

2. The origin of the coordinates is the intersection of the left and lower extension lines of the board frame, or the lower left pad of the lower left socket.

3. The actual size of the PCB, the location of the positioning device, etc. are consistent with the process structure element map, and the device layout of the area with restricted device height requirements meets the requirements of the structure element map.

4. Valimislüliti, lähtestusseadme, märgutule jms asend on sobiv ning juhtraud ei sega ümbritsevaid seadmeid.

5. Tahvli välisraami sileradiaan on 197mil või see on projekteeritud vastavalt konstruktsiooni suuruse joonisele.

6. Tavalistel plaatidel on 200mil protsessi servad; tagaplaadi vasaku ja parema külje protsessi servad on suuremad kui 400 miili ning ülemise ja alumise külje protsessi servad on suuremad kui 680 miili. Seadme paigutus ei ole vastuolus akna avanemisasendiga.

7. All kinds of additional holes (ICT positioning hole 125mil, handle bar hole, elliptical hole and fiber holder hole) that need to be added are all missing and set correctly.

8. Lainejootmise teel töödeldud seadme tihvtide samm, seadme suund, seadme samm, seadme raamatukogu jne arvestavad lainejootmise nõudeid.

9. The device layout spacing meets the assembly requirements: surface mount devices are greater than 20mil, IC is greater than 80mil, and BGA is greater than 200mil.

10. Pressitavate osade komponendi pinna kaugus on suurem kui 120 miili ja keevituspinnal ei ole pressimisosade läbivas piirkonnas seadet.

11. Kõrgete seadmete vahel ei ole lühikesi seadmeid ning üle 5 mm kõrguste seadmete vahele ei asetata 10 mm kaugusele plaastriseadmeid ega lühikesi ja väikeseid vaheseadmeid.

12. Polari seadmetel on polaarsusega siiditrükk logod. Sama tüüpi polariseeritud pistikkomponentide X- ja Y-suunad on samad.

13. All devices are clearly marked, no P*, REF, etc. are not clearly marked.

14. SMD-seadmeid sisaldaval pinnal on 3 positsioneerimiskursorit, mis on paigutatud “L”-kujuliselt. Positsioneerimiskursori keskpunkti ja tahvli serva vaheline kaugus on suurem kui 240 miili.

15. Kui teil on vaja teha pardalemineku töötlemist, peetakse paigutust pardalemineku ja PCB töötlemist ja kokkupanekut hõlbustavaks.

16. Purustatud servad (ebanormaalsed servad) tuleb täita freessoonte ja stantsiaukude abil. Templi auk on metallistamata tühimik, tavaliselt läbimõõduga 40 miili ja servast 16 miili kaugusel.

17. The test points used for debugging have been added in the schematic diagram, and they are placed appropriately in the layout.

Second, the thermal design requirements of the layout

1. Heating components and exposed components of the casing are not in close proximity to wires and heat-sensitive components, and other components should also be properly kept away.

2. The placement of the radiator takes into account the convection problem, and there is no interference of high components in the projection area of ​​the radiator, and the range is marked on the mounting surface with silk screen.

3. Paigutus arvestab mõistlikke ja sujuvaid soojuse hajumise kanaleid.

4. Elektrolüütkondensaator tuleb kõrge kuumusega seadmest korralikult eraldada.

5. Arvestage suure võimsusega seadmete ja seadmete soojuse hajumist kiilu all.

Kolmandaks, paigutuse signaali terviklikkuse nõuded

1. The start-end matching is close to the sending device, and the end matching is close to the receiving device.

2. Place decoupling capacitors close to related devices

3. Place crystals, crystal oscillators and clock drive chips close to related devices.

4. Kiire ja väike, digitaalne ja analoog on paigutatud eraldi moodulite järgi.

5. Determine the topological structure of the bus based on the analysis and simulation results or the existing experience to ensure that the system requirements are met.

6. If it is to modify the board design, simulate the signal integrity problem reflected in the test report and give a solution.

7. The layout of the synchronous clock bus system meets the timing requirements.

Neljas, EMC nõuded

1. Inductive devices that are prone to magnetic field coupling, such as inductors, relays, and transformers, should not be placed close to each other. When there are multiple inductance coils, the direction is vertical and they are not coupled.

2. Et vältida elektromagnetilisi häireid üksiku plaadi keevituspinnal oleva seadme ja külgneva üksikplaadi vahel, ei tohiks üksiku plaadi keevituspinnale asetada tundlikke seadmeid ega tugeva kiirgusega seadmeid.

3. The interface components are placed close to the edge of the board, and appropriate EMC protection measures have been taken (such as shielding shells, hollowing out of the power supply ground, etc.) to improve the EMC capability of the design.

4. Kaitseahel asetatakse liideseahela lähedusse, järgides esmase kaitse ja seejärel filtreerimise põhimõtet.

5. Kaugus varjestuskorpusest ja varjestuskestast varjestuskorpuse ja varjestuskatte kestani on suure edastusvõimsusega või eriti tundlike seadmete puhul (nt kristallostsillaatorid, kristallid jne) üle 500 miili.

6. A 0.1uF capacitor is placed near the reset line of the reset switch to keep the reset device and reset signal away from other strong devices and signals.

Five, layer setting and power supply and ground division requirements

1. Kui kaks signaalikihti on vahetult üksteise kõrval, tuleb määratleda vertikaalsed juhtmestiku reeglid.

2. Peamine toitekiht külgneb nii palju kui võimalik sellele vastava aluskihiga ja toitekiht vastab 20H reeglile.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Mitmekihilised plaadid on lamineeritud ja südamiku materjal (CORE) on sümmeetriline, et vältida vase naha tiheduse ebaühtlasest jaotumisest ja söötme asümmeetrilisest paksusest põhjustatud väändumist.

5. Plaadi paksus ei tohi ületada 4.5 mm. Nende puhul, mille paksus on suurem kui 2.5 mm (tagaplaat üle 3 mm), peaksid tehnikud olema kinnitanud, et PCB töötlemise, kokkupaneku ja seadmetega pole probleeme ning PC-kaardi plaadi paksus on 1.6 mm.

6. Kui läbipääsu paksuse ja läbimõõdu suhe on suurem kui 10:1, kinnitab selle PCB tootja.

7. The power and ground of the optical module are separated from other power and ground to reduce interference.

8. Põhikomponentide võimsus ja maapealne töötlemine vastavad nõuetele.

9. Kui impedantsi juhtimine on vajalik, vastavad kihi seadistusparameetrid nõuetele.

Six, power module requirements

1. The layout of the power supply part ensures that the input and output lines are smooth and do not cross.

2. Kui üksikplaat annab alamplaadi toiteallikaks, asetage vastav filtriahel üksikplaadi toitepesa ja alamplaadi toitesisendi lähedusse.

Seven, other requirements

1. The layout takes into account the overall smoothness of the wiring, and the main data flow is reasonable.

2. Paigutuse optimeerimiseks kohandage väljaarvamise, FPGA, EPLD, siini draiveri ja muude seadmete kontaktide määramist vastavalt paigutuse tulemustele.

3. Paigutus arvestab tiheda juhtmestiku ruumi sobivat suurendamist, et vältida olukorda, kus seda ei saa juhtida.

4. Kui kasutatakse spetsiaalseid materjale, eriseadmeid (nt 0.5 mmBGA jne) ja eriprotsesse, on tarneperioodi ja töödeldavust täielikult arvesse võetud ning PCB-de tootjad ja töötlejad on kinnitanud.

5. The pin corresponding relationship of the gusset connector has been confirmed to prevent the direction and orientation of the gusset connector from being reversed.

6. If there are ICT test requirements, consider the feasibility of adding ICT test points during layout, so as to avoid difficulty in adding test points during the wiring phase.

7. When a high-speed optical module is included, the layout of the optical port transceiver circuit is prioritized.

8. Pärast paigutuse valmimist on projekti personalile antud 1:1 koostejoonis, et kontrollida, kas seadmepaketi valik on seadme olemi suhtes õige.

9. Akna avanemisel on sisetasand loetud sissetõmbunuks ja seatud sobiv juhtmestiku keeluala.