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.

Este artigo presenta primeiro as regras e técnicas de deseño de esquemas de PCB e, a continuación, explica como deseñar e inspeccionar o esquema de PCB, a partir dos requisitos DFM do deseño, os requisitos de deseño térmico, os requisitos de integridade do sinal, os requisitos de EMC, a configuración da capa e os requisitos de división de terra da potencia e módulos de potencia. Analizaranse en detalle os requisitos e outros aspectos, e siga ao editor para coñecer os detalles.

Regras de deseño de esquemas de PCB

1. En circunstancias normais, todos os compoñentes deben estar dispostos na mesma superficie da placa de circuíto. Só cando os compoñentes de nivel superior son demasiado densos, pódense instalar algúns dispositivos con altura limitada e baixa xeración de calor, como resistencias de chip, capacitores de chip e capacitores de chip. O chip IC, etc. colócanse na capa inferior.

2. Baixo a premisa de garantir o rendemento eléctrico, os compoñentes deben colocarse na reixa e dispor paralelos ou perpendiculares entre si para que estean limpos e fermosos. En circunstancias normais, non se permite que os compoñentes se solapen; a disposición dos compoñentes debe ser compacta e os compoñentes deben estar dispostos en todo o deseño. A distribución é uniforme e densa.

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

4. A distancia desde o bordo da placa de circuíto xeralmente non é inferior a 2 mm. A mellor forma da placa de circuíto é rectangular e a relación de aspecto é 3:2 ou 4:3. Cando o tamaño da placa de circuíto é maior que 200 MM por 150 MM, considere o que pode soportar a resistencia mecánica.

PCB layout design skills

No deseño de deseño do PCB, as unidades da placa de circuíto deben ser analizadas e o deseño de deseño debe basearse na función de inicio. Ao colocar todos os compoñentes do circuíto, deben cumprirse os seguintes principios:

1. Dispor a posición de cada unidade de circuíto funcional segundo o fluxo do circuíto, de xeito que o deseño sexa conveniente para a circulación do sinal e que o sinal se manteña na mesma dirección na medida do posible [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. Para os circuítos que funcionan a altas frecuencias, débense considerar os parámetros de distribución entre compoñentes. Nos circuítos xerais, os compoñentes deben estar dispostos en paralelo na medida do posible, o que non só é fermoso, senón que tamén é fácil de instalar e de producir en masa.

Como deseñar e inspeccionar o esquema de PCB

1. DFM requirements for layout

1. Determinouse a ruta óptima do proceso e colocáronse todos os dispositivos no taboleiro.

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. A posición do interruptor de marcación, o dispositivo de reinicio, a luz indicadora, etc. é adecuada e a barra de manillar non interfire cos dispositivos circundantes.

5. O marco exterior do taboleiro ten un radián suave de 197 mil ou está deseñado segundo o debuxo do tamaño estrutural.

6. As placas ordinarias teñen bordos de proceso de 200 mil; os lados esquerdo e dereito do plano posterior teñen bordos de proceso superiores a 400 mil, e os lados superior e inferior teñen bordos de proceso superiores a 680 mil. A colocación do dispositivo non entra en conflito coa posición de apertura da xanela.

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. O paso do pin do dispositivo, a dirección do dispositivo, o paso do dispositivo, a biblioteca de dispositivos, etc. que foron procesados ​​mediante soldadura por ondas teñen en conta os requisitos da soldadura por onda.

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. As pezas de prensado teñen máis de 120 mils na distancia da superficie do compoñente e non hai ningún dispositivo na zona de paso das pezas de prensado na superficie de soldadura.

11. Non hai dispositivos curtos entre dispositivos altos e non se colocan dispositivos de parche e dispositivos de interposición curtos e pequenos a menos de 5 mm entre dispositivos cunha altura superior a 10 mm.

12. Os dispositivos polares teñen logotipos de serigrafía polaridade. As direccións X e Y do mesmo tipo de compoñentes enchufables polarizados son as mesmas.

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

14. Hai 3 cursores de posicionamento na superficie que conteñen dispositivos SMD, que se colocan en forma de “L”. A distancia entre o centro do cursor de posicionamento e o bordo do taboleiro é superior a 240 mils.

15. Se precisa facer o procesamento de embarque, considérase que o deseño facilita o procesamento e montaxe de embarque e PCB.

16. Os bordos astillados (bordes anormais) deben ser recheados mediante rañuras de fresado e buracos de selo. O burato do selo é un oco non metalizado, xeralmente de 40 mils de diámetro e 16 mils do bordo.

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

En segundo lugar, os requisitos de deseño térmico do deseño

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. O deseño ten en conta as canles de disipación de calor razoables e suaves.

4. O capacitor electrolítico debe estar debidamente separado do dispositivo de alta calor.

5. Considere a disipación de calor dos dispositivos de alta potencia e dos dispositivos baixo o fuelle.

En terceiro lugar, os requisitos de integridade do sinal do deseño

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. A alta e a baixa velocidade, o dixital e o analóxico están dispostos por separado segundo os módulos.

5. Determinar a estrutura topolóxica do bus en función dos resultados da análise e simulación ou da experiencia existente para garantir que se cumpren os requisitos do sistema.

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.

Catro, requisitos EMC

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. Para evitar interferencias electromagnéticas entre o dispositivo na superficie de soldeo da placa única e a placa única adxacente, non se deben colocar dispositivos sensibles e dispositivos de radiación forte na superficie de soldadura da placa única.

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. O circuíto de protección colócase preto do circuíto da interface, seguindo o principio de primeira protección e despois filtrado.

5. A distancia desde o corpo de blindaxe e a capa protectora ata o corpo protector e a capa protectora é de máis de 500 mils para os dispositivos con alta potencia de transmisión ou especialmente sensibles (como osciladores de cristal, cristais, etc.).

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. Cando dúas capas de sinal están directamente adxacentes entre si, débense definir regras de cableado vertical.

2. A capa de potencia principal está adxacente á súa capa de terreo correspondente na medida do posible, e a capa de potencia cumpre coa regra das 20H.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. As placas de varias capas están laminadas e o material do núcleo (CORE) é simétrico para evitar a deformación causada pola distribución desigual da densidade da pel de cobre e o grosor asimétrico do medio.

5. O grosor do taboleiro non debe superar os 4.5 mm. Para aqueles que teñan un grosor superior a 2.5 mm (plano posterior superior a 3 mm), os técnicos deberían ter confirmado que non hai ningún problema co procesamento, a montaxe e o equipo de PCB, e que o grosor da tarxeta de PC é de 1.6 mm.

6. Cando a relación espesor-diámetro da vía é superior a 10:1, será confirmado polo fabricante de PCB.

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

8. O procesamento de enerxía e terra dos compoñentes clave cumpren os requisitos.

9. Cando se require un control de impedancia, os parámetros de configuración da capa cumpren os requisitos.

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. Cando a placa única fornece enerxía á placa secundaria, coloque o circuíto de filtro correspondente preto da toma de corrente da placa única e da entrada de alimentación da placa secundaria.

Sete, outros requisitos

1. O deseño ten en conta a suavidade xeral da fiación e o fluxo de datos principal é razoable.

2. Axuste as asignacións de pin da exclusión, FPGA, EPLD, controlador de bus e outros dispositivos segundo os resultados do deseño para optimizar o deseño.

3. O trazado ten en conta o aumento axeitado do espazo no cableado denso para evitar a situación de que non se poida enrutar.

4. Se se adoptan materiais especiais, dispositivos especiais (como 0.5 mmBGA, etc.) e procesos especiais, o período de entrega e a procesabilidade foron totalmente considerados e confirmados polos fabricantes de PCB e o persoal do proceso.

5. Confirmouse a relación correspondente ao pin do conector de refugallo para evitar que se invierta a dirección e orientación do conector de refugallo.

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. Despois de completar o deseño, proporcionouse un debuxo de montaxe 1:1 para que o persoal do proxecto comprobe se a selección do paquete do dispositivo é correcta contra a entidade do dispositivo.

9. Na apertura da ventá, considerouse retraído o plano interior e estableceuse unha zona de prohibición de cableado axeitada.