PCB سیم کشی در کل طراحی PCB بسیار مهم است. نحوه دستیابی به سیم کشی سریع و کارآمد و بلند نشان دادن سیم مدار چاپی خود ارزش مطالعه دارد. 7 جنبه ای که باید در سیم کشی PCB به آنها توجه شود را مرتب کنید و بیایید حذفیات را بررسی کنید و جای خالی را پر کنید!

1. پردازش زمینی مشترک مدار دیجیتال و مدار آنالوگ

بسیاری از PCBها دیگر مدارهای تک کاره (مدارهای دیجیتال یا آنالوگ) نیستند، بلکه از مخلوطی از مدارهای دیجیتال و آنالوگ تشکیل شده اند. بنابراین لازم است تداخل متقابل بین آنها در هنگام سیم کشی به خصوص تداخل نویز روی سیم زمین در نظر گرفته شود. فرکانس مدار دیجیتال زیاد است و حساسیت مدار آنالوگ قوی است. برای خط سیگنال، خط سیگنال فرکانس بالا باید تا حد امکان از دستگاه مدار آنالوگ حساس دور باشد. برای خط زمین، کل PCB فقط یک گره به دنیای خارج دارد، بنابراین مشکل زمین مشترک دیجیتال و آنالوگ باید در داخل PCB حل شود و زمین دیجیتال و زمین آنالوگ داخل برد در واقع از هم جدا شده و آنها به یکدیگر متصل نیستند، بلکه در رابط (مانند دوشاخه ها و غیره) PCB را به دنیای خارج متصل می کنند. اتصال کوتاهی بین زمین دیجیتال و زمین آنالوگ وجود دارد. لطفا توجه داشته باشید که تنها یک نقطه اتصال وجود دارد. همچنین دلایل غیر مشترکی در PCB وجود دارد که توسط طراحی سیستم تعیین می شود.

2. خط سیگنال روی لایه الکتریکی (زمین) گذاشته شده است

در سیم‌کشی برد چاپی چندلایه، چون در لایه خط سیگنال سیم‌های زیادی باقی نمانده است که چیده نشده‌اند، افزودن لایه‌های بیشتر باعث ضایعات و افزایش حجم کار تولید می‌شود و بر همین اساس هزینه‌ها نیز افزایش می‌یابد. برای حل این تناقض می توانید سیم کشی روی لایه الکتریکی (زمین) را در نظر بگیرید. ابتدا باید لایه قدرت و در مرحله دوم لایه زمین در نظر گرفته شود. زیرا بهترین کار حفظ یکپارچگی سازند است.

3. درمان پایه های اتصال در هادی های بزرگ

در زمین های بزرگ (برق)، پایه های اجزای مشترک به آن متصل می شوند. درمان پاهای متصل باید به طور جامع در نظر گرفته شود. از نظر عملکرد الکتریکی، بهتر است لنت های پایه های قطعه را به سطح مسی متصل کنید. در جوشکاری و مونتاژ قطعات، خطرات پنهانی نامطلوبی وجود دارد، مانند: ① جوشکاری به بخاری های پرقدرت نیاز دارد. ② ایجاد اتصالات لحیم کاری مجازی آسان است. بنابراین، هم عملکرد الکتریکی و هم الزامات فرآیند به پدهایی با طرح متقاطع، به نام سپر حرارتی، که معمولاً به عنوان پد حرارتی (Thermal) شناخته می‌شود، ساخته می‌شوند، به طوری که اتصالات لحیم کاری مجازی ممکن است به دلیل گرمای بیش از حد مقطع در حین لحیم کاری ایجاد شوند. رابطه جنسی بسیار کاهش یافته است. پردازش پایه قدرت (زمین) برد چند لایه یکسان است.

4. نقش سیستم شبکه در کابل کشی

در بسیاری از سیستم های CAD، سیم کشی بر اساس سیستم شبکه تعیین می شود. شبکه بیش از حد متراکم است و مسیر افزایش یافته است، اما گام بسیار کوچک است، و مقدار داده در این زمینه بسیار زیاد است. این امر به ناچار نیازهای بالاتری برای فضای ذخیره سازی دستگاه و همچنین سرعت محاسبات محصولات الکترونیکی مبتنی بر رایانه دارد. نفوذ بزرگ. برخی از مسیرها نامعتبر هستند، مانند مسیرهایی که توسط بالشتک های پایه های جزء یا سوراخ های نصب و سوراخ های ثابت اشغال شده است. شبکه های بسیار پراکنده و کانال های بسیار کم تأثیر زیادی بر نرخ توزیع دارند. بنابراین باید یک سیستم شبکه معقول برای پشتیبانی از سیم کشی وجود داشته باشد. فاصله بین پایه‌های اجزای استاندارد 0.1 اینچ (2.54 میلی‌متر) است، بنابراین اساس سیستم شبکه معمولاً 0.1 اینچ (2.54 میلی‌متر) یا مضرب انتگرالی کمتر از 0.1 اینچ است، مانند: 0.05 اینچ، 0.025. اینچ، 0.02 اینچ و غیره

5. درمان منبع تغذیه و سیم زمین

حتی اگر سیم کشی در کل برد PCB به خوبی تکمیل شود، تداخل ناشی از در نظر گرفتن نادرست منبع تغذیه و سیم زمین باعث کاهش عملکرد محصول و حتی گاهی اوقات بر میزان موفقیت محصول می شود. بنابراین سیم کشی منبع تغذیه و سیم زمین باید جدی گرفته شود و تداخل صدای ایجاد شده توسط منبع تغذیه و سیم زمین باید به حداقل برسد تا از کیفیت محصول اطمینان حاصل شود. هر مهندسي كه در طراحي محصولات الكترونيكي مشغول است، علت سر و صدا بين سيم زمين و سيم برق را مي‌داند و در حال حاضر فقط كاهش سر و صداي كاهش يافته بيان شده است: اضافه كردن نويز بين منبع تغذيه و زمين معروف است. سیم خازن نیلوفر آبی پهنای سیم های برق و زمین را تا حد امکان گسترده تر کنید، ترجیحاً سیم زمین از سیم برق گسترده تر باشد، رابطه آنها به این صورت است: سیم سیگنال “سیم برق” سیم زمین، معمولاً عرض سیم سیگنال: 0.2 ~ 0.3 میلی متر است. بهترین عرض می تواند به 0.05 ~ 0.07 میلی متر برسد، سیم برق 1.2 تا 2.5 میلی متر است. برای PCB مدار دیجیتال می توان از یک سیم زمین عریض برای تشکیل حلقه استفاده کرد، یعنی از شبکه زمین استفاده کرد (از زمین مدار آنالوگ به این صورت نمی توان استفاده کرد). سطح زیادی از لایه مسی به عنوان سیم زمین استفاده می شود که روی برد چاپی استفاده نمی شود. به صورت سیم زمین در همه جا به زمین متصل می شود. یا می توان آن را به صورت برد چند لایه درآورد و منبع تغذیه و سیم های زمین هر کدام یک لایه را اشغال می کنند.

6. بررسی قوانین طراحی (DRC)

پس از اتمام طراحی سیم کشی، لازم است به دقت بررسی شود که آیا طرح سیم کشی با قوانین فرموله شده توسط طراح مطابقت دارد یا خیر، و در عین حال، لازم است تأیید شود که آیا قوانین تعیین شده مطابق با الزامات فرآیند تولید تخته چاپی است یا خیر. . بازرسی کلی دارای جنبه های زیر است: خط و خط، خط آیا فاصله بین پد جزء، خط و از طریق سوراخ، پد جزء و از طریق سوراخ، و از طریق سوراخ و سوراخ معقول است و آیا الزامات تولید را برآورده می کند. آیا عرض خط برق و خط زمین مناسب است و آیا کوپلینگ محکمی بین خط برق و خط زمین (امپدانس موج کم) وجود دارد؟ آیا جایی در PCB وجود دارد که بتوان سیم زمین را باز کرد؟ آیا بهترین اقدامات برای خطوط سیگنال کلیدی انجام شده است، مانند کوتاهترین طول، خط حفاظتی اضافه می شود و خط ورودی و خروجی به وضوح از هم جدا می شوند. آیا سیم های زمین جداگانه برای مدار آنالوگ و مدار دیجیتال وجود دارد. این که آیا گرافیک (مانند نمادها و حاشیه نویسی) اضافه شده به PCB باعث اتصال کوتاه سیگنال می شود یا خیر. برخی از خطوط نامطلوب را اصلاح کنید. آیا خط فرآیندی روی PCB وجود دارد؟ اینکه آیا ماسک لحیم کاری الزامات فرآیند تولید را برآورده می کند، آیا اندازه ماسک لحیم کاری مناسب است یا خیر، و آیا آرم کاراکتر روی پد دستگاه فشار داده می شود تا بر کیفیت تجهیزات الکتریکی تأثیر نگذارد. این که آیا لبه قاب بیرونی لایه زمین قدرت در برد چند لایه کاهش می یابد، اگر فویل مسی لایه زمین پاور در خارج از برد قرار گیرد، ایجاد اتصال کوتاه آسان است.

7. از طریق طراحی

Via یکی از اجزای مهم PCB چند لایه است و هزینه حفاری معمولاً 30٪ تا 40٪ هزینه تولید PCB را تشکیل می دهد. به زبان ساده، هر سوراخ روی PCB را می توان یک via نامید. از نقطه نظر عملکرد، vias را می توان به دو دسته تقسیم کرد: یکی برای اتصالات الکتریکی بین لایه ها استفاده می شود. دیگری برای تثبیت یا موقعیت یابی دستگاه ها استفاده می شود. از نظر فرآیند، vias ها به طور کلی به سه دسته Blind vias، buried vias و through vias تقسیم می شوند.

سوراخ های کور در سطوح بالا و پایین برد مدار چاپی قرار دارند و عمق مشخصی دارند. آنها برای اتصال خط سطح و خط داخلی زیرین استفاده می شوند. عمق سوراخ معمولاً از یک نسبت معین (دیافراگم) تجاوز نمی کند. سوراخ مدفون به سوراخ اتصالی اطلاق می شود که در لایه داخلی برد مدار چاپی قرار دارد که تا سطح برد مدار امتداد ندارد. دو نوع سوراخ فوق الذکر در لایه داخلی برد مدار قرار دارند و قبل از ورقه ورقه شدن توسط یک فرآیند شکل دهی از طریق سوراخ تکمیل می شوند و ممکن است چندین لایه داخلی در طول تشکیل ویا روی هم قرار گیرند. نوع سوم یک سوراخ عبوری نامیده می شود که به کل برد مدار نفوذ می کند و می تواند برای اتصال داخلی یا به عنوان سوراخ موقعیت یابی برای نصب قطعات استفاده شود. از آنجایی که حفره عبوری در فرآیند آسان‌تر به‌وجود می‌آید و هزینه آن کمتر است، در اکثر بردهای مدار چاپی به جای دو نوع سوراخ عبوری دیگر استفاده می‌شود. موارد زیر از طریق سوراخ ها، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد، به عنوان سوراخ های عبوری در نظر گرفته می شوند.

1. از نقطه نظر طراحی، یک via عمدتا از دو قسمت تشکیل شده است، یکی سوراخ مته در وسط، و دیگری ناحیه پد در اطراف سوراخ مته است. اندازه این دو قسمت اندازه via را تعیین می کند. بدیهی است که در طراحی PCB با سرعت بالا و چگالی بالا، طراحان همیشه امیدوارند که هرچه سوراخ ورودی کوچکتر باشد، بهتر است تا فضای سیم کشی بیشتری روی برد باقی بماند. علاوه بر این، هرچه سوراخ ورودی کوچکتر باشد، ظرفیت انگلی خود را دارد. هرچه کوچکتر باشد برای مدارهای پرسرعت مناسب تر است. با این حال، کاهش اندازه سوراخ ها باعث افزایش هزینه نیز می شود و اندازه vias را نمی توان به طور نامحدود کاهش داد. با فناوری‌های فرآیندی مانند حفاری و آبکاری محدود می‌شود: هرچه سوراخ کوچک‌تر باشد، حفاری بیشتر باشد. و هنگامی که عمق سوراخ بیش از 6 برابر قطر سوراخ حفر شده باشد، نمی توان تضمین کرد که دیوار سوراخ می تواند به طور یکنواخت با مس روکش شود. به عنوان مثال، ضخامت (از طریق عمق سوراخ) یک برد PCB 6 لایه معمولی حدود 50 میلی‌متر است، بنابراین حداقل قطر حفاری که تولیدکنندگان PCB می‌توانند ارائه کنند، تنها می‌تواند به 8 میلیون برسد.

ثانیاً، ظرفیت انگلی سوراخ عبوری خود یک ظرفیت انگلی نسبت به زمین دارد. اگر مشخص باشد که قطر سوراخ جداسازی روی لایه زمینی ویا D2، قطر ویا پد D1 و ضخامت برد PCB T است، ثابت دی الکتریک بستر تخته ε است. و ظرفیت انگلی via تقریباً است: C=1.41εTD1/(D2-D1) اثر اصلی ظرفیت انگلی via روی مدار افزایش زمان افزایش سیگنال و کاهش سرعت مدار است.

3. اندوکتانس انگلی vias به طور مشابه، اندوکتانس های انگلی همراه با خازن های انگلی در vias وجود دارد. در طراحی مدارهای دیجیتال پرسرعت، آسیب ناشی از اندوکتانس های انگلی vias اغلب بیشتر از تاثیر ظرفیت انگلی است. سلف سری انگلی آن باعث تضعیف سهم خازن بای پس و تضعیف اثر فیلتر کل سیستم قدرت می شود. ما به سادگی می توانیم اندوکتانس انگلی تقریبی a via را با فرمول زیر محاسبه کنیم: L=5.08h[ln(4h/d)+1] که در آن L به اندوکتانس via اشاره دارد، h طول via است و d مرکز قطر سوراخ است. از فرمول می توان دریافت که قطر via تأثیر کمی بر اندوکتانس دارد و طول via بیشترین تأثیر را بر روی اندوکتانس دارد.

4. طراحی از طریق PCB با سرعت بالا. از طریق تجزیه و تحلیل بالا از ویژگی های انگلی vias، می توانیم ببینیم که در طراحی PCB با سرعت بالا، via های به ظاهر ساده اغلب منفی های بزرگی را برای طراحی مدار به همراه می آورند. اثر