شش خلاصه از PCB طراحی تولید

1. چیدمان

ابتدا اندازه PCB را در نظر بگیرید. هنگامی که اندازه برد مدار چاپی بیش از حد بزرگ است ، خط چاپ طولانی است ، امپدانس افزایش می یابد ، قابلیت ضد سر و صدا کاهش می یابد و هزینه افزایش می یابد. اگر بسیار کوچک باشد ، اتلاف گرما ضعیف است و خطوط مجاور به آسانی مختل می شوند. پس از تعیین اندازه PCB ، موقعیت اجزای خاص را تعیین کنید. در نهایت ، همه اجزای مدار با توجه به واحدهای عملکردی مدار مرتب شده اند.

هنگام تعیین موقعیت عناصر ویژه ، اصول زیر باید رعایت شود:

(1) سیم کشی بین اجزای فرکانس بالا را تا حد ممکن کوتاه کنید و سعی کنید پارامترهای توزیع آنها و تداخل الکترومغناطیسی متقابل را کاهش دهید. اجزای مستعد تداخل نباید به یکدیگر نزدیک باشند و اجزای ورودی و خروجی باید تا آنجا که ممکن است فاصله داشته باشند.

(2) ممکن است اختلاف پتانسیل بالایی بین برخی از اجزا یا سیم ها وجود داشته باشد ، بنابراین فاصله بین آنها باید افزایش یابد تا از اتصال کوتاه تصادفی ناشی از تخلیه جلوگیری شود. اجزای با ولتاژ بالا باید در مکان هایی چیده شوند که هنگام راه اندازی به راحتی قابل لمس نیستند.

(3) موقعیتی که توسط سوراخ موقعیت صفحه چاپ شده و تکیه گاه ثابت اشغال می شود باید محفوظ باشد.

با توجه به واحد عملکردی مدار ، طرح بندی تمام اجزای مدار باید با اصول زیر مطابقت داشته باشد:

(1) موقعیت هر واحد مدار عملکردی را با توجه به جریان مدار تنظیم کنید ، طرح را برای جریان سیگنال مناسب کنید و تا آنجا که ممکن است سیگنال را در یک جهت نگه دارید.

(2) اجزای اصلی هر مدار عملکردی را به عنوان مرکز و طرح اطراف آن در نظر بگیرید. اجزاء باید بطور یکنواخت ، منظم و فشرده روی PCB چیده شوند. سیمها و اتصالات بین اجزاء باید تا حد امکان کاهش و کوتاه شوند.

(3) برای مداری که با فرکانس بالا کار می کند ، پارامترهای توزیع بین اجزا باید در نظر گرفته شود. برای مدارهای کلی ، اجزاء باید تا حد امکان به صورت موازی چیده شوند. به این ترتیب ، نه تنها زیبا ، بلکه آسان برای مونتاژ و جوشکاری ، و تولید انبوه آن آسان است.

(4) اجزای واقع در لبه برد مدار عموماً کمتر از 2 میلی متر با لبه برد مدار فاصله ندارند. بهترین شکل برد مدار مستطیل است. نسبت تصویر 3: 2 تا 4: 3 است. هنگامی که اندازه سطح برد مدار بیشتر از 200×150 میلی متر باشد ، مقاومت مکانیکی برد مدار باید در نظر گرفته شود.

2 سیم کشی

اصول سیم کشی به شرح زیر است:

(1) هادی های مورد استفاده در پایانه های ورودی و خروجی باید تا حد امکان از موازی مجاور خودداری کنند. بهتر است سیم زمین را بین خطوط اضافه کنید تا از اتصال بازخورد جلوگیری شود.

(2) حداقل عرض هادی چاپی عمدتا با قدرت چسبندگی بین رسانا و صفحه پایه عایق و جریان عبوری از آنها تعیین می شود.

(3) خم سیم چاپی عموماً قوس دایره ای است و زاویه مناسب یا زاویه شامل عملکرد الکتریکی در مدار فرکانس بالا تأثیر می گذارد. علاوه بر این ، سعی کنید از استفاده از فویل مس مساحت زیاد اجتناب کنید ، در غیر این صورت ، گسترش و افتادن فویل مس هنگام گرم شدن طولانی مدت آسان است. هنگامی که باید از مساحت زیادی از فویل مسی استفاده شود ، بهتر است از شکل شبکه استفاده کنید ، که برای از بین بردن گازهای فرار ناشی از گرم شدن چسب بین فویل مس و بستر مناسب است.

3. پد

سوراخ مرکز پد (دستگاه خطی) کمی بزرگتر از قطر سرب دستگاه است. اگر پد بیش از حد بزرگ باشد ، به راحتی می توان لحیم کاری کاذب ایجاد کرد. قطر خارجی D پد به طور کلی کمتر از (D + 1.2) میلی متر نیست ، جایی که D قطر سوراخ سرب است. برای مدارهای دیجیتالی با چگالی بالا ، حداقل قطر پد می تواند (D + 1.0) میلی متر باشد.

اقدامات ضد تداخل برای PCB و مدار:

طراحی ضد تداخل برد مدار چاپی ارتباط تنگاتنگی با مدار خاص دارد. در اینجا ، تنها چند معیار معمول طراحی ضد تداخل PCB شرح داده شده است.

1. طراحی سیم برق

با توجه به جریان مدار چاپی ، سعی کنید عرض خط برق را افزایش داده و مقاومت حلقه را کاهش دهید. در همان زمان ، جهت خط برق و سیم زمین را با جهت انتقال داده ها سازگار کنید ، که به افزایش توانایی ضد سر و صدا کمک می کند.

2. طراحی لات

اصول طراحی سیم زمینی عبارتند از:

(1) دیجیتال و آنالوگ از هم جدا شده اند. اگر هم مدارهای منطقی و هم مدارهای خطی روی برد مدار وجود داشته باشد ، باید تا آنجا که ممکن است از هم جدا شوند. تا جایی که ممکن است برای اتصال مدارهای با فرکانس پایین ، زمین موازی تک نقطه ای باید تصویب شود. اگر اتصال سیم کشی واقعی مشکل است ، می توان آن را تا حدی به صورت سری و سپس به صورت موازی متصل کرد. اتصال چند نقطه ای برای مدارهای با فرکانس بالا تصویب می شود ، سیم زمین کوتاه و اجاره ای است ، و تا جایی که ممکن است از شبکه ای مانند فویل سطح بزرگ در اطراف اجزای فرکانس بالا استفاده شود.

(2) سیم زمین باید تا حد ممکن ضخیم باشد. اگر سیم زمین از سیم دوخته شده باشد ، با تغییر جریان ، پتانسیل اتصال زمین تغییر می کند ، به طوری که عملکرد ضد سر و صدا کاهش می یابد. بنابراین ، سیم زمین باید ضخیم شود تا بتواند سه برابر جریان مجاز روی تخته چاپ شده عبور کند. در صورت امکان ، سیم زمین باید بیش از 2 ~ 3 میلی متر باشد.

(3) سیم زمین یک حلقه بسته را تشکیل می دهد. برای صفحات چاپی که فقط از مدارهای دیجیتالی تشکیل شده اند ، مدار زمین در یک حلقه خوشه ای چیده شده است که می تواند توانایی ضد نویز را بهبود بخشد.

4. جدا کردن پیکربندی خازن

یکی از روشهای معمول طراحی PCB پیکربندی خازن های جدا کننده مناسب در هر قسمت کلیدی PCB است. اصل پیکربندی کلی جداسازی خازن به شرح زیر است:

(1) ترمینال ورودی برق با خازن الکترولیتی 10 ~ 100uF متصل می شود. در صورت امکان ، بهتر است بیش از 100uF را وصل کنید.

(2) در اصل ، هر تراشه مدار مجتمع باید مجهز به خازن تراشه سرامیکی 0.01uF ~ 0.1uF باشد. در صورت عدم وجود فاصله کافی در صفحه چاپ شده ، می توان در هر 1 ~ 10 تراشه یک خازن 4 ~ 8PF ترتیب داد.

(3) برای دستگاه هایی با مقاومت نویز ضعیف و تغییر قدرت زیاد هنگام خاموش شدن ، مانند دستگاه های ذخیره سازی RAM و ROM ، خازن های جدا کننده باید مستقیماً بین خط برق و سیم زمین تراشه متصل شوند.

5. از طریق طراحی سوراخ

در طراحی مدار چاپی با سرعت بالا ، ظاهری ساده به نظر می رسد که اغلب تأثیرات منفی زیادی بر طراحی مدار می گذارد. به منظور کاهش عوارض جانبی ناشی از اثرات انگلی ویاس ، می توانیم تمام تلاش خود را در طراحی انجام دهیم

(1) با توجه به هزینه و کیفیت سیگنال ، اندازه مناسب از طریق آن انتخاب می شود. به عنوان مثال ، برای طراحی مدار چاپی ماژول حافظه 6 تا 10 لایه ، بهتر است ویاهای 10 / 20MIL (حفاری / پد) را انتخاب کنید. برای برخی از تخته های کوچک با چگالی بالا ، همچنین می توانید از ویاهای 8/18 میلی لیتر استفاده کنید. در شرایط فنی فعلی ، استفاده از سوراخ های کوچکتر مشکل است (هنگامی که عمق سوراخ بیش از 6 برابر قطر حفاری باشد ، نمی توان اطمینان حاصل کرد که دیوار سوراخ می تواند به طور یکنواخت با مس آبکاری شود). برای ویزاهای قدرت یا زمین ، اندازه بزرگتر را می توان برای کاهش امپدانس در نظر گرفت

(2) مسیریابی سیگنال روی برد PCB تا آنجا که ممکن است لایه ها را تغییر ندهد ، یعنی تا آنجا که ممکن است از ویاهای غیر ضروری استفاده نشود

(3) پین های منبع تغذیه و زمین باید در نزدیکی سوراخ شوند. هرچه فاصله بین via و pin کوتاه تر باشد ، بهتر است

(4) مقداری ویاس زمینی را نزدیک ویاس تغییر لایه سیگنال قرار دهید تا نزدیکترین مدار برای سیگنال فراهم شود. حتی می توانید تعداد زیادی ویزای اتصال اضافی را روی PCB قرار دهید

6. برخی از تجربه در کاهش سر و صدا و تداخل الکترومغناطیسی

(1) اگر می توانید از تراشه های کم سرعت استفاده کنید ، نیازی به تراشه های سریع ندارید. تراشه های با سرعت بالا در مکان های کلیدی استفاده می شود

(2) می توان از یک سری مقاومت برای کاهش نرخ پرش لبه های بالا و پایین مدار کنترل استفاده کرد.

(3) سعی کنید نوعی میرایی را برای رله ها و غیره ارائه دهید ، مانند تنظیم میرایی RC

(4) از کمترین فرکانس ساعت که نیازهای سیستم را برآورده می کند استفاده کنید.

(5) ساعت باید تا حد امکان به دستگاه با استفاده از ساعت نزدیک باشد. پوسته اسیلاتور بلور کوارتز باید زمینی شود. محوطه ساعت باید توسط سیم زمین احاطه شود. خط ساعت باید تا حد امکان کوتاه باشد. نباید سیم کشی زیر کریستال کوارتز و زیر دستگاه حساس به نویز وجود داشته باشد. سیگنال های انتخاب ساعت ، اتوبوس و تراشه باید از خط ورودی و اتصال دور باشند. تداخل خط ساعت عمود بر خط ورودی / خروجی کمتر از موازی خط ورودی / خروجی است

(6) انتهای ورودی مدار دروازه بلااستفاده نباید معلق باشد ، انتهای ورودی مثبت تقویت کننده عملیاتی بلااستفاده باید زمینی شود و انتهای ورودی منفی باید به انتهای خروجی متصل شود.