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 ПХД 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.

Бұл мақала алдымен ПХД орналасуын жобалау ережелері мен әдістерімен таныстырады, содан кейін макеттің DFM талаптары, жылулық дизайн талаптары, сигнал тұтастығына қойылатын талаптар, EMC талаптары, қабат параметрлері және қуатты жерге бөлу талаптары және ПХД орналасуын жобалау және тексеру жолын түсіндіреді. қуат модульдері. Талаптар мен басқа да аспектілер егжей-тегжейлі талданады және егжей-тегжейлерді білу үшін редакторды бақылаңыз.

ПХД орналасуын жобалау ережелері

1. Қалыпты жағдайда барлық құрамдас бөліктер платаның бір бетінде орналасуы керек. Жоғары деңгейлі құрамдас бөліктер тым тығыз болғанда ғана, биіктігі шектеулі және жылу генерациясы төмен кейбір құрылғыларды, мысалы, чип резисторлары, чип конденсаторлары және чип конденсаторлары орнатылуы мүмкін. Төменгі қабатқа чип IC және т.б.

2. Электрлік өнімділікті қамтамасыз ету шарты бойынша, ұқыпты және әдемі болу үшін компоненттер торға орналастырылуы және бір-біріне параллель немесе перпендикуляр орналасуы керек. Қалыпты жағдайда құрамдас бөліктердің қабаттасуына жол берілмейді; құрамдас бөліктердің орналасуы жинақы болуы керек, ал құрамдас бөліктер бүкіл макет бойынша орналасуы керек. Таралуы біркелкі және тығыз.

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

4. Схема тақтасының шетінен қашықтық әдетте 2 мм-ден кем емес. Тақтаның ең жақсы пішіні тікбұрышты, ал арақатынасы 3:2 немесе 4:3. Схема тақтасының өлшемі 200мм-ден 150мм-ге артық болғанда, схеманың механикалық беріктікке төтеп бере алатынын қарастырыңыз.

PCB layout design skills

ПХД орналасу жобасында схемалық платаның блоктарын талдау керек, ал орналасу дизайны іске қосу функциясына негізделуі керек. Схеманың барлық құрамдас бөліктерін орналастыру кезінде келесі принциптерді сақтау керек:

1. Әрбір функционалды схеманың орналасуын схема ағынына сәйкес орналастырыңыз, осылайша орналасу сигнал айналымы үшін ыңғайлы және сигнал мүмкіндігінше бір бағытта сақталады [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. Жоғары жиілікте жұмыс істейтін тізбектер үшін құрамдас бөліктер арасындағы таралу параметрлерін ескеру қажет. Жалпы схемаларда құрамдас бөліктерді мүмкіндігінше параллель орналастыру керек, бұл әдемі ғана емес, сонымен қатар орнату оңай және жаппай өндіруге оңай.

ПХД орналасуын жобалау және тексеру әдісі

1. DFM requirements for layout

1. Оңтайлы технологиялық маршрут анықталды, барлық құрылғылар тақтаға орналастырылды.

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. Нөмірді ауыстырып-қосқыштың, қалпына келтіру құрылғысының, индикатор шамының және т.б. орналасуы сәйкес келеді, ал тұтқасы айналадағы құрылғыларға кедергі жасамайды.

5. Тақтаның сыртқы жақтауы 197 миль тегіс радианға ие немесе құрылымдық өлшем сызбасына сәйкес жасалған.

6. Кәдімгі тақталардың 200 миль технологиялық жиектері бар; артқы панельдің сол және оң жақтарында 400 мильден асатын процесс жиектері бар, ал үстіңгі және төменгі жағында 680 мильден астам технологиялық жиектер бар. Құрылғының орналасуы терезенің ашылу орнына қайшы келмейді.

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. Толқынды дәнекерлеу арқылы өңделген құрылғының түйреуіш қадамы, құрылғы бағыты, құрылғы қадамы, құрылғы кітапханасы және т.б. толқынды дәнекерлеу талаптарын ескереді.

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. Қысқыш бөлшектердің құрамдас бетінің арақашықтығы 120 мильден асады, ал дәнекерлеу бетіндегі қысқыш бөліктердің өту аймағында құрылғы жоқ.

11. Биіктігі 5 мм-ден асатын құрылғылар арасында қысқа құрылғылар жоқ, патч құрылғылары мен қысқа және шағын аралық құрылғылар 10 мм қашықтықта орналастырылмайды.

12. Полярлық құрылғыларда полярлық жібек экранды логотиптері бар. Бір типті поляризацияланған қосылатын модуль компоненттерінің X және Y бағыттары бірдей.

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

14. «L» пішінінде орналастырылған SMD құрылғылары бар бетінде 3 орналасу курсоры бар. Орналастыру курсорының ортасы мен тақта жиегі арасындағы қашықтық 240 мильден асады.

15. Отырғызу өңдеуді орындау қажет болған жағдайда орналасу отырғызу және ПХД өңдеуді және құрастыруды жеңілдету үшін қарастырылады.

16. Кесілген жиектер (қалыпты емес жиектер) фрезерлік ойықтар мен штамптау тесіктері арқылы толтырылуы керек. Штамп тесігі металданбаған қуыс болып табылады, әдетте диаметрі 40 миль және шетінен 16 миль.

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. Орналасуда жылуды таратудың негізделген және тегіс арналары ескерілген.

4. Электролиттік конденсаторды жоғары қызу құрылғысынан дұрыс ажырату керек.

5. Қуаттылығы жоғары құрылғылар мен ілгек астындағы құрылғылардың жылу бөлуін қарастырыңыз.

Үшіншіден, орналасудың сигнал тұтастығына қойылатын талаптар

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. Жоғары жылдамдықты және төмен жылдамдықты, цифрлық және аналогты модульдерге сәйкес бөлек орналасады.

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.

Төрт, EMC талаптары

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. Жалғыз борттың дәнекерлеу бетіндегі құрылғы мен оған жақын орналасқан жалғыз тақтайшаның арасындағы электромагниттік кедергілерді болдырмау үшін бір тақтайшаның дәнекерлеу бетіне сезімтал құрылғылар мен күшті сәулелену құрылғыларын қоюға болмайды.

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. Қорғаныс тізбегі интерфейс тізбегіне жақын орналасады, алдымен қорғаныс, содан кейін сүзгілеу принципін сақтайды.

5. Қорғау корпусы мен экрандауыш қабықшадан қорғаныс корпусына және экрандауыш қабықшаға дейінгі қашықтық жоғары жіберу қуаты бар немесе ерекше сезімтал құрылғылар үшін (мысалы, кристалдық осцилляторлар, кристалдар және т.б.) 500 мильден асады.

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. Екі сигнал қабаты бір-біріне тікелей іргелес болған кезде тік сымдарды қосу ережелері анықталуы керек.

2. Негізгі қуат қабаты оның сәйкес жер қабатына мүмкіндігінше іргелес, ал қуат қабаты 20H ережесіне сәйкес келеді.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Көп қабатты тақталар ламинатталған және негізгі материал (CORE) мыс тері тығыздығының біркелкі бөлінбеуінен және ортаның асимметриялық қалыңдығынан туындаған деформацияны болдырмау үшін симметриялы.

5. Тақтаның қалыңдығы 4.5 мм-ден аспауы керек. Қалыңдығы 2.5 мм-ден асатын (артқы тақтасы 3 мм-ден үлкен) үшін техниктер ПХД өңдеу, құрастыру және жабдықта проблема жоқ екенін және ДК картонының қалыңдығы 1.6 мм екенін растауы керек.

6. Түтіктің қалыңдығының диаметріне қатынасы 10:1-ден жоғары болса, оны ПХД өндірушісі растайды.

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

8. Негізгі компоненттердің қуаты мен жер өңдеуі талаптарға сай.

9. Кедергілерді басқару қажет болғанда, қабат орнату параметрлері талаптарға сәйкес келеді.

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. Жалғыз тақта қосалқы тақтаны қуатпен қамтамасыз еткенде, тиісті сүзгі тізбегін жалғыз тақтаның қуат розеткасына және қосалқы тақтаның қуат кірісіне жақын орналастырыңыз.

Seven, other requirements

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

2. Орналасуды оңтайландыру үшін орналасу нәтижелеріне сәйкес ерекшелік, FPGA, EPLD, автобус драйвері және басқа құрылғылардың түйреуіш тағайындауларын реттеңіз.

3. Орналасу оны жүргізу мүмкін емес жағдайды болдырмау үшін тығыз сымдардағы кеңістікті сәйкес ұлғайтуды ескереді.

4. Арнайы материалдар, арнайы құрылғылар (мысалы, 0.5 ммБГА және т.б.) және арнайы процестер қабылданса, жеткізу мерзімі мен өңделу мүмкіндігі толығымен қарастырылған және ПХД өндірушілері мен технологиялық персонал растаған.

5. Бұрыштық қосқыштың бағыты мен бағытының кері бұрылуын болдырмау үшін түйреуіштің сәйкес байланысы расталды.

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. Орналасу аяқталғаннан кейін жоба қызметкерлеріне құрылғы нысанына қатысты құрылғы бумасын таңдаудың дұрыстығын тексеру үшін 1:1 құрастыру сызбасы ұсынылды.

9. Терезенің ашылуы кезінде ішкі жазықтық тартылған деп есептеліп, сымдарды тартуға қолайлы тыйым салу аймағы белгіленді.