PCB le câblage est très important dans l’ensemble de la conception du PCB. Comment réaliser un câblage rapide et efficace et faire paraître votre câblage PCB grand mérite d’être étudié. Triez les 7 aspects auxquels il faut prêter attention dans le câblage PCB, et venez vérifier les omissions et combler les postes vacants !

1. Traitement de masse commune du circuit numérique et du circuit analogique

De nombreux PCB ne sont plus des circuits à fonction unique (circuits numériques ou analogiques), mais sont composés d’un mélange de circuits numériques et analogiques. Par conséquent, il est nécessaire de prendre en compte les interférences mutuelles entre eux lors du câblage, en particulier les interférences de bruit sur le fil de terre. La fréquence du circuit numérique est élevée et la sensibilité du circuit analogique est forte. Pour la ligne de signal, la ligne de signal haute fréquence doit être aussi éloignée que possible du dispositif de circuit analogique sensible. Pour la ligne de masse, l’ensemble du PCB n’a qu’un seul nœud vers le monde extérieur, donc le problème de la masse commune numérique et analogique doit être traité à l’intérieur du PCB, et la masse numérique et la masse analogique à l’intérieur de la carte sont en fait séparées et elles sont pas connectés les uns aux autres, mais à l’interface (comme les fiches, etc.) reliant le PCB au monde extérieur. Il y a une courte connexion entre la masse numérique et la masse analogique. Veuillez noter qu’il n’y a qu’un seul point de connexion. Il existe également des motifs non communs sur le PCB, qui sont déterminés par la conception du système.

2. La ligne de signal est posée sur la couche électrique (terre)

Dans le câblage de carte imprimée multicouche, comme il ne reste pas beaucoup de fils dans la couche de ligne de signal qui n’ont pas été disposés, l’ajout de couches supplémentaires entraînera du gaspillage et augmentera la charge de travail de production, et le coût augmentera en conséquence. Pour résoudre cette contradiction, vous pouvez envisager un câblage sur la couche électrique (masse). La couche d’alimentation doit être considérée en premier et la couche de sol en second. Car il est préférable de préserver l’intégrité de la formation.

3. Traitement des pattes de connexion dans les conducteurs de grande surface

Dans la mise à la terre de grande surface (électricité), les pattes des composants communs y sont connectées. Le traitement des jambes de connexion doit être considéré de manière globale. En termes de performances électriques, il est préférable de connecter les plots des pattes des composants à la surface en cuivre. Il existe certains dangers cachés indésirables dans le soudage et l’assemblage de composants, tels que : ① Le soudage nécessite des appareils de chauffage à haute puissance. Il est facile de créer des joints de soudure virtuels. Par conséquent, les performances électriques et les exigences de processus sont transformées en pastilles à motifs croisés, appelées boucliers thermiques, communément appelées pastilles thermiques (thermiques), de sorte que des joints de soudure virtuels peuvent être générés en raison d’une chaleur de section excessive pendant le soudage. Le sexe est considérablement réduit. Le traitement de la branche d’alimentation (masse) de la carte multicouche est le même.

4. Le rôle du système réseau dans le câblage

Dans de nombreux systèmes de CAO, le câblage est déterminé en fonction du système de réseau. La grille est trop dense et le chemin a augmenté, mais le pas est trop petit et la quantité de données dans le champ est trop grande. Cela aura inévitablement des exigences plus élevées pour l’espace de stockage de l’appareil, ainsi que la vitesse de calcul des produits électroniques informatiques. Grande influence. Certains chemins sont invalides, comme ceux occupés par les plots des pattes des composants ou par les trous de montage et les trous fixes. Des réseaux trop clairsemés et trop peu de canaux ont un impact important sur le taux de distribution. Il doit donc y avoir un système de grille raisonnable pour supporter le câblage. La distance entre les pattes des composants standard est de 0.1 pouce (2.54 mm), de sorte que la base du système de grille est généralement définie sur 0.1 pouce (2.54 mm) ou un multiple entier inférieur à 0.1 pouce, tel que : 0.05 pouce, 0.025 pouces, 0.02 pouces, etc.

5. Traitement de l’alimentation et du fil de terre

Même si le câblage de l’ensemble de la carte PCB est très bien réalisé, les interférences causées par une mauvaise prise en compte de l’alimentation et du fil de terre réduiront les performances du produit, et affecteront parfois même le taux de réussite du produit. Par conséquent, le câblage de l’alimentation et du fil de terre doit être pris au sérieux, et les interférences sonores générées par l’alimentation et le fil de terre doivent être minimisées pour garantir la qualité du produit. Chaque ingénieur engagé dans la conception de produits électroniques comprend la cause du bruit entre le fil de terre et le fil d’alimentation, et maintenant seule la suppression réduite du bruit est exprimée : il est bien connu d’ajouter le bruit entre l’alimentation et la terre câble. Condensateur Lotus. Élargissez autant que possible la largeur des fils d’alimentation et de terre, de préférence le fil de terre est plus large que le fil d’alimentation, leur relation est: fil de terre fil de signal “fil d’alimentation”, généralement la largeur du fil de signal est: 0.2 ~ 0.3 mm, la largeur la plus fine peut atteindre 0.05 0.07 mm, le cordon d’alimentation mesure 1.2～2.5 mm. Pour le PCB du circuit numérique, un fil de terre large peut être utilisé pour former une boucle, c’est-à-dire qu’un réseau de terre peut être utilisé (la terre du circuit analogique ne peut pas être utilisée de cette manière). Une grande surface de couche de cuivre est utilisée comme fil de terre, qui n’est pas utilisé sur la carte imprimée. Connecté à la terre comme un fil de terre dans tous les endroits. Ou il peut être transformé en une carte multicouche, et l’alimentation et les fils de terre occupent une couche chacun.

6. Contrôle des règles de conception (DRC)

Une fois la conception du câblage terminée, il est nécessaire de vérifier soigneusement si la conception du câblage est conforme aux règles formulées par le concepteur et, en même temps, il est nécessaire de confirmer si les règles établies répondent aux exigences du processus de production de cartes imprimées. . L’inspection générale a les aspects suivants : ligne et ligne, ligne Si la distance entre la pastille de composant, la ligne et le trou traversant, la pastille de composant et le trou traversant, et le trou traversant et le trou traversant est raisonnable et si elle répond aux exigences de production. La largeur de la ligne électrique et de la ligne de masse est-elle appropriée, et y a-t-il un couplage étroit entre la ligne électrique et la ligne de masse (faible impédance d’onde) ? Y a-t-il un endroit dans le PCB où le fil de terre peut être élargi ? Si les meilleures mesures ont été prises pour les lignes de signal clés, telles que la longueur la plus courte, la ligne de protection est ajoutée et la ligne d’entrée et la ligne de sortie sont clairement séparées. S’il y a des fils de terre séparés pour le circuit analogique et le circuit numérique. Si les graphiques (tels que les icônes et les annotations) ajoutés au PCB provoqueront un court-circuit du signal. Modifiez certaines formes de lignes indésirables. Y a-t-il une ligne de processus sur le PCB ? Si le masque de soudure répond aux exigences du processus de production, si la taille du masque de soudure est appropriée et si le logo du personnage est pressé sur le tampon de l’appareil, afin de ne pas affecter la qualité de l’équipement électrique. Que le bord extérieur du cadre de la couche de masse d’alimentation dans la carte multicouche soit réduit, si la feuille de cuivre de la couche de masse d’alimentation est exposée à l’extérieur de la carte, il est facile de provoquer un court-circuit.

7. Par la conception

Via est l’un des composants importants des PCB multicouches, et le coût du perçage représente généralement 30 à 40 % du coût de fabrication des PCB. En termes simples, chaque trou sur le PCB peut être appelé via. Du point de vue fonctionnel, les vias peuvent être divisés en deux catégories : l’une est utilisée pour les connexions électriques entre couches ; l’autre sert à la fixation ou au positionnement de dispositifs. En termes de procédé, les vias sont généralement divisés en trois catégories, à savoir les vias borgnes, les vias enterrés et les vias traversants.

Des trous borgnes sont situés sur les surfaces supérieure et inférieure de la carte de circuit imprimé et ont une certaine profondeur. Ils sont utilisés pour relier la ligne de surface et la ligne intérieure sous-jacente. La profondeur du trou ne dépasse généralement pas un certain rapport (ouverture). Le trou enterré fait référence au trou de connexion situé dans la couche interne de la carte de circuit imprimé, qui ne s’étend pas jusqu’à la surface de la carte de circuit imprimé. Les deux types de trous mentionnés ci-dessus sont situés dans la couche interne de la carte de circuit imprimé et sont complétés par un processus de formation de trous traversants avant la stratification, et plusieurs couches internes peuvent se chevaucher pendant la formation du via. Le troisième type est appelé trou traversant, qui pénètre dans toute la carte de circuit imprimé et peut être utilisé pour une interconnexion interne ou comme trou de positionnement de montage de composant. Parce que le trou traversant est plus facile à réaliser dans le processus et que le coût est inférieur, il est utilisé dans la plupart des cartes de circuits imprimés au lieu des deux autres types de trous traversants. Les trous traversants suivants, sauf indication contraire, sont considérés comme des trous traversants.

1. Du point de vue de la conception, un via est principalement composé de deux parties, l’une est le trou de forage au milieu et l’autre est la zone de tampon autour du trou de forage. La taille de ces deux parties détermine la taille du via. De toute évidence, dans la conception de circuits imprimés à haute vitesse et haute densité, les concepteurs espèrent toujours que plus le trou d’interconnexion est petit, mieux c’est, de sorte que plus d’espace de câblage peut être laissé sur la carte. De plus, plus le trou d’interconnexion est petit, plus la capacité parasite est propre. Plus il est petit, plus il est adapté aux circuits à grande vitesse. Cependant, la réduction de la taille des trous entraîne également une augmentation du coût, et la taille des vias ne peut pas être réduite indéfiniment. Elle est limitée par les technologies de traitement telles que le perçage et le placage : plus le trou est petit, plus le perçage est important. Plus le trou est long, plus il est facile de s’écarter de la position centrale ; et lorsque la profondeur du trou dépasse 6 fois le diamètre du trou percé, il ne peut être garanti que la paroi du trou puisse être uniformément plaquée de cuivre. Par exemple, l’épaisseur (profondeur du trou traversant) d’une carte PCB normale à 6 couches est d’environ 50 mil, de sorte que le diamètre de perçage minimum que les fabricants de PCB peuvent fournir ne peut atteindre que 8 mil.

Deuxièmement, la capacité parasite du trou d’interconnexion lui-même a une capacité parasite par rapport à la terre. Si l’on sait que le diamètre du trou d’isolement sur la couche de masse du via est D2, le diamètre du plot de via est D1, et l’épaisseur de la carte PCB est T, La constante diélectrique du substrat de la carte est , et la capacité parasite du via est d’environ : C=1.41εTD1/(D2-D1) L’effet principal de la capacité parasite du via sur le circuit est d’allonger le temps de montée du signal et de réduire la vitesse du circuit.

3. Inductance parasite des vias De même, il existe des inductances parasites ainsi que des capacités parasites dans les vias. Dans la conception des circuits numériques à grande vitesse, les dommages causés par les inductances parasites des vias sont souvent supérieurs à l’impact des capacités parasites. Son inductance série parasite affaiblira la contribution du condensateur de dérivation et affaiblira l’effet de filtrage de l’ensemble du système d’alimentation. On peut simplement calculer l’inductance parasite approximative d’un via avec la formule suivante : L=5.08h[ln(4h/d)+1] où L fait référence à l’inductance du via, h est la longueur du via, et d est le centre Le diamètre du trou. On peut voir à partir de la formule que le diamètre du via a une faible influence sur l’inductance et que la longueur du via a la plus grande influence sur l’inductance.

4. Via la conception en PCB haute vitesse. Grâce à l’analyse ci-dessus des caractéristiques parasites des vias, nous pouvons voir que dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse, des vias apparemment simples apportent souvent de grands inconvénients à la conception de circuits. effet.