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.

Tässä artikkelissa esitellään ensin PCB-asettelun suunnittelusäännöt ja -tekniikat, ja sitten selitetään, kuinka piirilevyasettelu suunnitellaan ja tarkastetaan asettelun DFM-vaatimuksista, lämpösuunnitteluvaatimuksista, signaalin eheysvaatimuksista, EMC-vaatimuksista, kerrosasetuksista ja tehon maadoitusvaatimuksista sekä tehomoduulit. Vaatimukset ja muut näkökohdat analysoidaan yksityiskohtaisesti, ja seuraa toimittajaa saadaksesi lisätietoja.

PCB-asettelun suunnittelusäännöt

1. Normaaleissa olosuhteissa kaikki komponentit tulee sijoittaa samalle piirilevyn pinnalle. Vain kun huipputason komponentit ovat liian tiheitä, voidaan asentaa joitain laitteita, joiden korkeus on rajoitettu ja lämmöntuotto on alhainen, kuten siruvastukset, sirukondensaattorit ja sirukondensaattorit. Chip IC jne. asetetaan alemmalle kerrokselle.

2. Sähköisen suorituskyvyn varmistamisen edellytyksenä on, että komponentit tulee sijoittaa verkkoon ja sijoittaa yhdensuuntaisesti tai kohtisuoraan toisiinsa nähden, jotta ne ovat siistejä ja kauniita. Normaalioloissa komponentit eivät saa mennä päällekkäin; Komponenttien järjestelyn tulee olla kompakti ja komponentit on järjestettävä koko asettelun mukaan. Jakauma on tasainen ja tiheä.

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

4. Etäisyys piirilevyn reunasta on yleensä vähintään 2 mm. Piirilevyn paras muoto on suorakaiteen muotoinen ja kuvasuhde on 3:2 tai 4:3. Kun piirilevyn koko on suurempi kuin 200 mm x 150 mm, mieti, mitä piirilevy kestää mekaanista lujuutta.

PCB layout design skills

Piirilevyn layout-suunnittelussa tulee analysoida piirilevyn yksiköt ja layout-suunnittelun tulisi perustua käynnistystoimintoon. Piirin kaikkia komponentteja asetettaessa tulee noudattaa seuraavia periaatteita:

1. Järjestä kunkin toiminnallisen piiriyksikön sijainti piirin kulun mukaan siten, että layout on sopiva signaalin kiertoon ja signaali pysyy mahdollisimman samansuuntaisena [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. Korkeilla taajuuksilla toimivissa piireissä komponenttien väliset jakautumisparametrit on otettava huomioon. Yleisissä piireissä komponentit tulisi järjestää mahdollisimman rinnakkain, mikä ei ole vain kaunista, vaan myös helppo asentaa ja helppo massatuotantoa.

Kuinka suunnitella ja tarkastaa piirilevyasettelu

1. DFM requirements for layout

1. Optimaalinen prosessireitti on määritetty ja kaikki laitteet on asetettu taululle.

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. Valintakytkimen, nollauslaitteen, merkkivalon jne. asento on sopiva, eikä ohjaustanko häiritse ympäröiviä laitteita.

5. Levyn ulkokehyksen sileä radiaani on 197mil, tai se on suunniteltu rakennekokopiirustuksen mukaan.

6. Tavallisilla levyillä on 200 mil prosessireunat; taustalevyn vasemmalla ja oikealla puolella on prosessireunat yli 400mil ja ylä- ja alapuolella prosessireunat yli 680mil. Laitteen sijoitus ei ole ristiriidassa ikkunan avausasennon kanssa.

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. Aaltojuottamalla käsitellyt laitteen nastan nousut, laitteen suunta, laitejako, laitekirjasto jne. huomioivat aaltojuottamisen vaatimukset.

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. Puristusosien komponenttien pintaetäisyys on yli 120 mil, eikä hitsauspinnalla ole laitetta puristusosien läpimenevällä alueella.

11. Korkeiden laitteiden välissä ei ole lyhyitä laitteita, eikä yli 5 mm korkeiden laitteiden väliin ole sijoitettu 10 mm:n etäisyydelle patch-laitteita ja lyhyitä ja pieniä välilaitteita.

12. Polar-laitteissa on polariteettisilkkipainologot. Samantyyppisten polarisoitujen plug-in-komponenttien X- ja Y-suunnat ovat samat.

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

14. SMD-laitteita sisältävällä pinnalla on 3 paikannuskohdistinta, jotka on sijoitettu “L”-muotoon. Paikannuskohdistimen keskikohdan ja taulun reunan välinen etäisyys on yli 240 mailia.

15. Jos joudut tekemään laudoituskäsittelyn, layoutin katsotaan helpottavan laudoitusta ja piirilevyjen käsittelyä ja kokoonpanoa.

16. Murtuneet reunat (epänormaalit reunat) tulee täyttää jyrsintäurien ja leimausreikien avulla. Leiman reikä on metalloimaton aukko, yleensä halkaisijaltaan 40 miliä ja 16 mailia reunasta.

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. Asettelussa huomioidaan kohtuulliset ja tasaiset lämmönpoistokanavat.

4. Elektrolyyttikondensaattori on erotettava kunnolla korkean lämpötilan laitteesta.

5. Harkitse suuritehoisten laitteiden ja kulman alla olevien laitteiden lämmönpoistoa.

Kolmanneksi asettelun signaalin eheysvaatimukset

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. Nopea ja hidas, digitaalinen ja analoginen on järjestetty erikseen moduulien mukaan.

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.

Neljä, EMC-vaatimukset

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. Jotta vältetään sähkömagneettiset häiriöt yksittäisen levyn hitsauspinnalla olevan laitteen ja viereisen yksittäisen levyn välillä, yhden levyn hitsauspinnalle ei saa asettaa herkkiä laitteita tai voimakkaita säteilylaitteita.

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. Suojapiiri sijoitetaan lähelle liitäntäpiiriä noudattaen ensin suojauksen ja sitten suodatuksen periaatetta.

5. Etäisyys suojarungosta ja suojakuoresta suojarunkoon ja suojakuoreen on yli 500 mil laitteissa, joilla on suuri lähetysteho tai erityisen herkkä (kuten kideoskillaattorit, kiteet jne.).

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. Kun kaksi signaalikerrosta ovat suoraan vierekkäin, on määritettävä pystysuuntaiset johdotussäännöt.

2. Päätehokerros on mahdollisimman paljon sitä vastaavan maakerroksen vieressä ja tehokerros täyttää 20H-säännön.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Monikerroksiset levyt ovat laminoituja ja ydinmateriaali (CORE) on symmetrinen estämään vääntymisen, joka johtuu kuparin pintatiheyden epätasaisesta jakautumisesta ja väliaineen epäsymmetrisestä paksuudesta.

5. Levyn paksuus ei saa ylittää 4.5 mm. Niille, joiden paksuus on yli 2.5 mm (taustalevy yli 3 mm), teknikkojen olisi pitänyt vahvistaa, että piirilevyn käsittelyssä, kokoonpanossa ja laitteissa ei ole ongelmia ja että PC-korttilevyn paksuus on 1.6 mm.

6. Kun läpiviennin paksuus-halkaisijasuhde on suurempi kuin 10:1, piirilevyn valmistaja vahvistaa sen.

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

8. Keskeisten komponenttien teho- ja maaprosessointi täyttävät vaatimukset.

9. Kun impedanssin säätöä tarvitaan, kerroksen asetusparametrit täyttävät vaatimukset.

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. Kun yksikortti syöttää virtaa alilevylle, aseta vastaava suodatinpiiri lähelle yksittäiskortin virtapistorasiaa ja alikortin virranottoa.

Seven, other requirements

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

2. Säädä poissulkemisen, FPGA:n, EPLD:n, väyläohjaimen ja muiden laitteiden nastamääritykset asettelutulosten mukaan asettelun optimoimiseksi.

3. Asettelussa on huomioitu tilan sopiva lisäys tiheän johdotuksen kohdalla, jotta vältetään tilanne, että sitä ei voida reitittää.

4. Jos käytetään erikoismateriaaleja, erikoislaitteita (kuten 0.5 mmBGA jne.) ja erikoisprosesseja, toimitusaika ja prosessoitavuus on otettu täysin huomioon, ja piirilevyjen valmistajat ja prosessihenkilöstö ovat vahvistaneet ne.

5. Kiilaliittimen nastaa vastaava suhde on varmistettu, jotta vältetään kulmaliittimen suunnan ja suunnan vaihtaminen.

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. Kun layout on valmis, projektin henkilökunnalle on toimitettu 1:1 kokoonpanopiirustus, joka tarkistaa, onko laitepakettivalinta oikea laitekokonaisuuteen nähden.

9. Ikkunan avautumisen yhteydessä sisätaso on katsottu sisään vedetyksi ja sopiva johdotuksen kieltoalue on asetettu.