Dalam desain, tata letak merupakan bagian penting. Kualitas hasil tata letak akan secara langsung mempengaruhi efek pengkabelan, sehingga dapat dianggap bahwa tata letak yang masuk akal adalah langkah pertama menuju sukses. PCB desain. Terutama pra-tata letak adalah proses memikirkan seluruh papan sirkuit, aliran sinyal, pembuangan panas, struktur dan struktur lainnya. Jika pra-tata letak gagal, tidak ada upaya yang diperlukan.

Desain tata letak PCB Alur proses desain papan sirkuit tercetak meliputi desain skematik, registrasi basis data komponen elektronik, persiapan desain, pembagian blok, konfigurasi komponen elektronik, konfirmasi konfigurasi, pengkabelan, dan pemeriksaan akhir. Dalam proses proses, apapun proses yang ditemukan menjadi masalah, harus dikembalikan ke proses sebelumnya untuk konfirmasi ulang atau koreksi.

Artikel ini pertama-tama memperkenalkan aturan dan teknik desain tata letak PCB, kemudian menjelaskan cara merancang dan memeriksa tata letak PCB, mulai dari persyaratan DFM tata letak, persyaratan desain termal, persyaratan integritas sinyal, persyaratan EMC, pengaturan lapisan dan persyaratan pembagian ground daya, dan modul daya. Persyaratan dan aspek lainnya akan dianalisis secara detail, dan ikuti editor untuk mengetahui detailnya.

Aturan desain tata letak PCB

1. Dalam keadaan normal, semua komponen harus diatur pada permukaan papan sirkuit yang sama. Hanya jika komponen tingkat atas terlalu padat, beberapa perangkat dengan ketinggian terbatas dan pembangkit panas rendah, seperti resistor chip, kapasitor chip, dan kapasitor chip, dapat dipasang. Chip IC, dll ditempatkan di lapisan bawah.

2. Di bawah premis untuk memastikan kinerja listrik, komponen harus ditempatkan pada grid dan disusun sejajar atau tegak lurus satu sama lain agar rapi dan indah. Dalam keadaan normal, komponen tidak boleh tumpang tindih; penataan komponen harus kompak, dan komponen harus diatur pada seluruh tata letak. Distribusinya seragam dan padat.

3. Jarak minimum antara pola tanah yang berdekatan dari komponen yang berbeda pada papan sirkuit harus di atas 1mm.

4. Jarak dari tepi papan sirkuit umumnya tidak kurang dari 2 MM. Bentuk papan sirkuit terbaik adalah persegi panjang, dan rasio aspeknya adalah 3:2 atau 4:3. Ketika ukuran papan sirkuit lebih besar dari 200 MM kali 150 MM, pertimbangkan kekuatan mekanis yang dapat ditahan oleh papan sirkuit.

Keterampilan desain tata letak PCB

Dalam desain tata letak PCB, unit papan sirkuit harus dianalisis, dan desain tata letak harus didasarkan pada fungsi awal. Saat meletakkan semua komponen sirkuit, prinsip-prinsip berikut harus dipenuhi:

1. Atur posisi setiap unit sirkuit fungsional sesuai dengan aliran sirkuit, sehingga tata letaknya nyaman untuk sirkulasi sinyal, dan sinyal disimpan dalam arah yang sama sebanyak mungkin [1].

2. Ambil komponen inti dari masing-masing unit fungsional sebagai pusat dan lay out di sekelilingnya. Komponen harus diatur secara seragam, integral dan kompak pada PCB untuk meminimalkan dan memperpendek kabel dan sambungan antar komponen.

3. Untuk sirkit yang beroperasi pada frekuensi tinggi, parameter distribusi antar komponen harus dipertimbangkan. Pada sirkuit umum, komponen harus disusun secara paralel sebanyak mungkin, yang tidak hanya indah, tetapi juga mudah dipasang dan mudah diproduksi secara massal.

Bagaimana merancang dan memeriksa tata letak PCB

1. Persyaratan DFM untuk tata letak

1. Rute proses optimal telah ditentukan, dan semua perangkat telah ditempatkan di papan.

2. Asal koordinat adalah perpotongan garis ekstensi kiri dan bawah dari bingkai papan, atau bantalan kiri bawah dari soket kiri bawah.

3. Ukuran sebenarnya dari PCB, lokasi perangkat pemosisian, dll. konsisten dengan peta elemen struktur proses, dan tata letak perangkat area dengan persyaratan ketinggian perangkat terbatas memenuhi persyaratan peta elemen struktur.

4. Posisi sakelar dial, perangkat reset, lampu indikator, dll. sesuai, dan bilah stang tidak mengganggu perangkat di sekitarnya.

5. Bingkai luar papan memiliki radian halus 197mil, atau dirancang sesuai dengan gambar ukuran struktural.

6. Papan biasa memiliki tepi proses 200mil; sisi kiri dan kanan backplane memiliki tepi proses lebih besar dari 400mil, dan sisi atas dan bawah memiliki tepi proses lebih besar dari 680mil. Penempatan perangkat tidak bertentangan dengan posisi bukaan jendela.

7. Semua jenis lubang tambahan (lubang pemosisian ICT 125mil, lubang handle bar, lubang elips dan lubang dudukan fiber) yang perlu ditambahkan semuanya hilang dan dipasang dengan benar.

8. Pitch pin perangkat, arah perangkat, pitch perangkat, perpustakaan perangkat, dll. yang telah diproses oleh penyolderan gelombang memperhitungkan persyaratan penyolderan gelombang.

9. Jarak tata letak perangkat memenuhi persyaratan perakitan: perangkat pemasangan permukaan lebih besar dari 20mil, IC lebih besar dari 80mil, dan BGA lebih besar dari 200mil.

10. Bagian crimping memiliki jarak permukaan komponen lebih dari 120 mil, dan tidak ada perangkat di area tembus bagian crimping pada permukaan pengelasan.

11. Tidak ada perangkat pendek antara perangkat tinggi, dan tidak ada perangkat patch dan perangkat interposing pendek dan kecil ditempatkan dalam jarak 5mm antara perangkat dengan ketinggian lebih besar dari 10mm.

12. Perangkat kutub memiliki logo layar sutra polaritas. Arah X dan Y dari jenis komponen plug-in terpolarisasi yang sama adalah sama.

13. Semua perangkat ditandai dengan jelas, tidak ada P*, REF, dll. yang tidak ditandai dengan jelas.

14. Ada 3 posisi kursor di permukaan yang berisi perangkat SMD, yang ditempatkan dalam bentuk “L”. Jarak antara pusat kursor pemosisian dan tepi papan lebih besar dari 240 mil.

15. Jika Anda perlu melakukan pemrosesan boarding, tata letak dianggap memfasilitasi boarding dan pemrosesan serta perakitan PCB.

16. Tepi yang terkelupas (tepi yang tidak normal) harus diisi dengan alur penggilingan dan lubang stempel. Lubang cap adalah rongga non-logam, umumnya berdiameter 40 mil dan 16 mil dari tepi.

17. Titik uji yang digunakan untuk debugging telah ditambahkan dalam diagram skematik, dan ditempatkan dengan tepat di tata letak.

Kedua, persyaratan desain termal tata letak

1. Komponen pemanas dan komponen casing yang terbuka tidak berada di dekat kabel dan komponen yang peka terhadap panas, dan komponen lain juga harus dijauhkan dengan benar.

2. Penempatan radiator memperhitungkan masalah konveksi, dan tidak ada gangguan komponen tinggi di area proyeksi radiator, dan rentang ditandai pada permukaan pemasangan dengan layar sutra.

3. Tata letak memperhitungkan saluran pembuangan panas yang masuk akal dan halus.

4. Kapasitor elektrolit harus dipisahkan dengan benar dari perangkat panas tinggi.

5. Pertimbangkan pembuangan panas perangkat berdaya tinggi dan perangkat di bawah buhul.

Ketiga, persyaratan integritas sinyal tata letak

1. Pencocokan awal-akhir dekat dengan perangkat pengirim, dan pencocokan akhir dekat dengan perangkat penerima.

2. Tempatkan kapasitor decoupling di dekat perangkat terkait

3. Tempatkan kristal, osilator kristal, dan chip penggerak jam di dekat perangkat terkait.

4. Kecepatan tinggi dan kecepatan rendah, digital dan analog disusun secara terpisah sesuai modul.

5. Menentukan struktur topologi bus berdasarkan hasil analisis dan simulasi atau pengalaman yang ada untuk memastikan bahwa persyaratan sistem terpenuhi.

6. Jika ingin memodifikasi desain papan, simulasikan masalah integritas sinyal yang tercermin dalam laporan pengujian dan berikan solusi.

7. Tata letak sistem bus jam sinkron memenuhi persyaratan pengaturan waktu.

Empat, persyaratan EMC

1. Perangkat induktif yang rentan terhadap kopling medan magnet, seperti induktor, relai, dan transformator, tidak boleh ditempatkan berdekatan. Ketika ada beberapa kumparan induktansi, arahnya vertikal dan mereka tidak digabungkan.

2. Untuk menghindari interferensi elektromagnetik antara perangkat pada permukaan pengelasan papan tunggal dan papan tunggal yang berdekatan, tidak ada perangkat sensitif dan perangkat radiasi kuat yang harus ditempatkan pada permukaan pengelasan papan tunggal.

3. Komponen antarmuka ditempatkan dekat dengan tepi papan, dan langkah-langkah perlindungan EMC yang sesuai telah diambil (seperti cangkang pelindung, lubang dari arde catu daya, dll.) untuk meningkatkan kemampuan desain EMC.

4. Sirkuit perlindungan ditempatkan di dekat sirkuit antarmuka, mengikuti prinsip perlindungan pertama dan kemudian penyaringan.

5. Jarak dari badan pelindung dan cangkang pelindung ke bodi pelindung dan cangkang penutup pelindung lebih dari 500 mil untuk perangkat dengan daya pancar tinggi atau sangat sensitif (seperti osilator kristal, kristal, dll.).

6. Kapasitor 0.1uF ditempatkan di dekat garis reset dari sakelar reset untuk menjaga perangkat reset dan sinyal reset jauh dari perangkat dan sinyal kuat lainnya.

Lima, pengaturan lapisan dan catu daya dan persyaratan pembagian tanah

1. Ketika dua lapisan sinyal berbatasan langsung satu sama lain, aturan pengkabelan vertikal harus ditentukan.

2. Lapisan daya utama berdekatan dengan lapisan tanah yang sesuai sebanyak mungkin, dan lapisan daya memenuhi aturan 20H.

3. Setiap lapisan kabel memiliki bidang referensi yang lengkap.

4. Papan multi-layer dilaminasi dan bahan inti (CORE) simetris untuk mencegah lengkungan yang disebabkan oleh distribusi kepadatan kulit tembaga yang tidak merata dan ketebalan media yang tidak simetris.

5. Ketebalan papan tidak boleh melebihi 4.5 mm. Untuk mereka yang memiliki ketebalan lebih dari 2.5 mm (bidang belakang lebih besar dari 3 mm), teknisi harus memastikan bahwa tidak ada masalah dengan pemrosesan, perakitan, dan peralatan PCB, dan ketebalan papan kartu PC adalah 1.6 mm.

6. Ketika rasio ketebalan-diameter via lebih besar dari 10:1, itu akan dikonfirmasi oleh produsen PCB.

7. Daya dan arde modul optik dipisahkan dari daya dan arde lain untuk mengurangi interferensi.

8. Kekuatan dan pemrosesan komponen utama memenuhi persyaratan.

9. Ketika kontrol impedansi diperlukan, parameter pengaturan lapisan memenuhi persyaratan.

Enam, persyaratan modul daya

1. Tata letak bagian catu daya memastikan bahwa jalur input dan output mulus dan tidak bersilangan.

2. Saat papan tunggal memasok daya ke subboard, tempatkan sirkuit filter yang sesuai di dekat stopkontak papan tunggal dan saluran masuk daya subboard.

Tujuh, persyaratan lainnya

1. Tata letak memperhitungkan kelancaran keseluruhan kabel, dan aliran data utama masuk akal.

2. Sesuaikan penetapan pin pengecualian, FPGA, EPLD, driver bus, dan perangkat lain sesuai dengan hasil tata letak untuk mengoptimalkan tata letak.

3. Tata letak memperhitungkan peningkatan ruang yang sesuai pada kabel padat untuk menghindari situasi yang tidak dapat dialihkan.

4. Jika bahan khusus, perangkat khusus (seperti 0.5mmBGA, dll.), dan proses khusus diadopsi, periode pengiriman dan kemampuan proses telah sepenuhnya dipertimbangkan, dan dikonfirmasi oleh produsen PCB dan personel proses.

5. Hubungan pin yang sesuai dari konektor buhul telah dikonfirmasi untuk mencegah arah dan orientasi konektor buhul terbalik.

6. Jika ada persyaratan tes TIK, pertimbangkan kelayakan penambahan titik tes TIK selama tata letak, untuk menghindari kesulitan dalam menambahkan titik tes selama fase pengkabelan.

7. Ketika modul optik kecepatan tinggi disertakan, tata letak sirkuit transceiver port optik diprioritaskan.

8. Setelah tata letak selesai, gambar perakitan 1:1 telah disediakan untuk personel proyek untuk memeriksa apakah pemilihan paket perangkat sudah benar terhadap entitas perangkat.

9. Pada pembukaan jendela, bidang bagian dalam telah dianggap ditarik kembali, dan area larangan pemasangan kabel yang sesuai telah ditetapkan.