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.

Ez a cikk először bemutatja a PCB-elrendezés tervezési szabályait és technikáit, majd elmagyarázza, hogyan kell megtervezni és ellenőrizni a PCB-elrendezést az elrendezés DFM-követelményei, a termikus tervezési követelmények, a jelintegritási követelmények, az EMC-követelmények, a rétegbeállítások és a tápföldelosztási követelmények, valamint teljesítménymodulok. A követelményeket és az egyéb szempontokat részletesen elemezzük, a részletekért kövesse a szerkesztőt.

PCB elrendezés tervezési szabályok

1. Normál körülmények között minden alkatrészt az áramköri lap ugyanazon a felületén kell elhelyezni. Csak akkor, ha a legfelső szintű alkatrészek túl sűrűek, néhány korlátozott magasságú és alacsony hőtermelésű eszköz, például chipellenállások, chipkondenzátorok és chipkondenzátorok telepíthetők. Chip IC stb. kerül az alsó rétegre.

2. Az elektromos teljesítmény biztosítása érdekében az alkatrészeket a rácsra kell helyezni, és egymással párhuzamosan vagy merőlegesen kell elhelyezni, hogy szépek és szépek legyenek. Normál körülmények között az alkatrészek nem fedhetik át egymást; a komponensek elrendezése legyen kompakt, és az alkatrészek a teljes elrendezésben legyenek elhelyezve. Eloszlása ​​egyenletes és sűrű.

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

4. Az áramköri lap szélétől való távolság általában nem kevesebb, mint 2 mm. Az áramköri lap legjobb formája a téglalap alakú, és a képarány 3:2 vagy 4:3. Ha az áramköri lap mérete nagyobb, mint 200 mm x 150 mm, fontolja meg, hogy az áramköri lap mekkora mechanikai szilárdságú.

PCB layout design skills

A NYÁK elrendezésénél elemezni kell az áramköri lap egységeit, az elrendezést az indító funkció alapján kell kialakítani. Az áramkör összes alkatrészének kialakításakor a következő elveket kell betartani:

1. Rendezzük el az egyes funkcionális áramköri egységek helyzetét az áramkör áramlásának megfelelően úgy, hogy az elrendezés kényelmes legyen a jelcirkulációhoz, és a jel lehetőleg azonos irányú legyen [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. A nagy frekvencián működő áramköröknél figyelembe kell venni az alkatrészek közötti elosztási paramétereket. Az általános áramkörökben az alkatrészeket a lehető legnagyobb mértékben párhuzamosan kell elhelyezni, ami nem csak szép, hanem könnyen telepíthető és tömegesen gyártható is.

Hogyan tervezzük meg és ellenőrizzük a PCB elrendezést

1. DFM requirements for layout

1. Meghatároztuk az optimális folyamatút, és az összes eszközt a táblára helyeztük.

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 tárcsakapcsoló, a visszaállító eszköz, a jelzőlámpa stb. helyzete megfelelő, a kormány nem zavarja a környező eszközöket.

5. A tábla külső keretének sima radiánja 197mil, vagy a szerkezeti méretrajz szerint van kialakítva.

6. A közönséges tábláknak 200 miles folyamatélük van; a hátlap bal és jobb oldalán 400 milnél nagyobb, a felső és alsó oldalán pedig 680 milnél nagyobb folyamatélek vannak. A készülék elhelyezése nem ütközik az ablak nyitási helyzetével.

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. A hullámforrasztással feldolgozott eszköz tűosztása, eszköziránya, eszközosztása, eszközkönyvtára stb. figyelembe veszi a hullámforrasztás követelményeit.

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. A krimpelő részek alkatrészfelületi távolsága több mint 120 mil, és a hegesztési felületen a krimpelő részek átmenő területén nincs eszköz.

11. A magas eszközök között nincsenek rövid eszközök, és a 5 mm-nél nagyobb magasságú eszközök között 10 mm-en belül nem helyeznek el patch eszközöket, valamint rövid és kisméretű közbeiktatott eszközöket.

12. A Polar eszközök polaritású szitanyomásos logóval rendelkeznek. Az azonos típusú polarizált csatlakozóelemek X és Y iránya megegyezik.

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

14. Az SMD eszközöket tartalmazó felületen 3 pozicionáló kurzor található, melyek „L” alakban vannak elhelyezve. A pozicionáló kurzor közepe és a tábla széle közötti távolság nagyobb, mint 240 mérföld.

15. Ha táblázási feldolgozást kell végeznie, az elrendezés megkönnyíti a táblázást és a PCB-feldolgozást és összeszerelést.

16. A töredezett éleket (rendellenes éleket) maróhornyok és bélyegzőlyukak segítségével kell kitölteni. A bélyegzőlyuk nem fémezett üreg, általában 40 mil átmérőjű és 16 miles a szélétől.

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

Másodszor, az elrendezés termikus tervezési követelményei

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. Az elrendezés figyelembe veszi az ésszerű és egyenletes hőelvezetési csatornákat.

4. Az elektrolit kondenzátort megfelelően le kell választani a magas hőmérsékletű készüléktől.

5. Tekintsük a nagy teljesítményű készülékek és készülékek hőleadását a betét alatt.

Harmadszor, az elrendezés jelintegritási követelményei

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 nagy sebességű és a kis sebességű, a digitális és az analóg modulok szerint külön vannak elrendezve.

5. Határozza meg a busz topológiai szerkezetét az elemzési és szimulációs eredmények vagy a meglévő tapasztalatok alapján, hogy biztosítsa a rendszerkövetelmények teljesülését.

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.

Négy, EMC követelmények

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. Az egyetlen tábla hegesztési felületén lévő eszköz és a szomszédos tábla közötti elektromágneses interferencia elkerülése érdekében nem szabad érzékeny eszközöket és erős sugárzást sugárzó eszközöket elhelyezni az egyetlen tábla hegesztési felületén.

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. A védelmi áramkört az interfész áramkör közelében kell elhelyezni, az első védelem, majd a szűrés elvét követve.

5. Az árnyékoló test és az árnyékoló héj és az árnyékoló test és az árnyékoló burkolat közötti távolság több mint 500 mil a nagy adóteljesítményű vagy különösen érzékeny eszközök (például kristályoszcillátorok, kristályok stb.) esetén.

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. Ha két jelréteg közvetlenül szomszédos egymással, függőleges huzalozási szabályokat kell meghatározni.

2. A fő teljesítményréteg a lehető legnagyobb mértékben szomszédos a megfelelő alapréteggel, és a teljesítményréteg megfelel a 20H szabálynak.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. A többrétegű táblák lamináltak, és a mag anyaga (CORE) szimmetrikus, hogy megakadályozza a rézréteg sűrűségének egyenetlen eloszlása ​​és a közeg aszimmetrikus vastagsága által okozott vetemedést.

5. A tábla vastagsága nem haladhatja meg a 4.5 mm-t. A 2.5 mm-nél nagyobb vastagságúak (3 mm-nél nagyobb hátlap) esetén a technikusoknak meg kellett erősíteniük, hogy nincs probléma a PCB feldolgozásával, összeszerelésével és felszerelésével, és a PC-kártya vastagsága 1.6 mm.

6. Ha az átmenő vastagság-átmérő aránya nagyobb, mint 10:1, azt a PCB gyártója megerősíti.

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

8. A kulcselemek teljesítmény- és földi feldolgozása megfelel a követelményeknek.

9. Ha impedanciaszabályozásra van szükség, a rétegbeállítási paraméterek megfelelnek a követelményeknek.

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. Amikor az egyetlen kártya táplálja az alkártyát, helyezze a megfelelő szűrőáramkört az egyszerű kártya tápcsatlakozójához és az alkártya tápbemenetéhez.

Hét, egyéb követelmények

1. Az elrendezés figyelembe veszi a vezetékezés általános simaságát, és a fő adatáramlás ésszerű.

2. Az elrendezés optimalizálása érdekében állítsa be a kizárási, FPGA, EPLD, buszmeghajtó és egyéb eszközök lábkiosztását az elrendezés eredményeinek megfelelően.

3. Az elrendezésnél figyelembe kell venni a sűrű vezetékezésnél a hely megfelelő növelését, hogy elkerülhető legyen az a helyzet, hogy nem vezethető.

4. Ha speciális anyagokat, speciális eszközöket (például 0.5 mmBGA stb.) és speciális eljárásokat alkalmaznak, a szállítási időszakot és a feldolgozhatóságot teljes mértékben figyelembe vették, és a PCB-gyártók és a feldolgozó személyzet megerősítette.

5. Megerősítettük a szorítóbetétes csatlakozó tüskéjének megfelelő kapcsolatát, hogy megakadályozza a betétes csatlakozó irányának és tájolásának megfordítását.

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. Az elrendezés befejezése után egy 1:1 arányú összeállítási rajzot adunk a projekt személyzetének, hogy ellenőrizzék, hogy az eszközcsomag kiválasztása helyes-e az eszköz entitáshoz képest.

9. Az ablak nyitásánál a belső síkot behúzottnak tekintettük, megfelelő huzalozási tilalmi területet jelöltünk ki.