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.

Šiame straipsnyje pirmiausia pristatomos PCB išdėstymo projektavimo taisyklės ir metodai, o vėliau paaiškinama, kaip suprojektuoti ir patikrinti PCB išdėstymą, atsižvelgiant į išdėstymo DFM reikalavimus, šiluminio projektavimo reikalavimus, signalo vientisumo reikalavimus, EMC reikalavimus, sluoksnių nustatymus ir maitinimo įžeminimo padalijimo reikalavimus ir maitinimo moduliai. Reikalavimai ir kiti aspektai bus detaliai išanalizuoti, o detales sužinosite sekite redaktorių.

PCB išdėstymo projektavimo taisyklės

1. Įprastomis aplinkybėmis visi komponentai turi būti išdėstyti tame pačiame plokštės paviršiuje. Tik tada, kai aukščiausio lygio komponentai yra per tankūs, galima montuoti kai kuriuos riboto aukščio ir mažai šilumos generuojančius įrenginius, tokius kaip lustiniai rezistoriai, lustiniai kondensatoriai ir lustiniai kondensatoriai. Ant apatinio sluoksnio dedami lustai IC ir kt.

2. Siekiant užtikrinti elektrinį veikimą, komponentai turi būti dedami ant tinklelio ir išdėstyti lygiagrečiai arba statmenai vienas kitam, kad būtų tvarkingi ir gražūs. Įprastomis aplinkybėmis komponentams neleidžiama persidengti; komponentų išdėstymas turi būti kompaktiškas, o komponentai turi būti išdėstyti visame išdėstyme. Pasiskirstymas yra vienodas ir tankus.

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

4. Atstumas nuo plokštės krašto paprastai yra ne mažesnis kaip 2 mm. Geriausia plokštės forma yra stačiakampė, o kraštinių santykis yra 3:2 arba 4:3. Kai plokštės dydis yra didesnis nei 200 mm x 150 mm, apsvarstykite, ką plokštė gali atlaikyti mechaninį stiprumą.

PCB layout design skills

PCB išdėstymo projekte turėtų būti išanalizuoti plokštės blokai, o išdėstymo dizainas turėtų būti pagrįstas paleidimo funkcija. Išdėstydami visus grandinės komponentus, reikia laikytis šių principų:

1. Išdėstykite kiekvieno funkcinio grandinės bloko padėtį pagal grandinės srautą taip, kad išdėstymas būtų patogus signalo cirkuliacijai, o signalas būtų kuo labiau išlaikomas ta pačia kryptimi [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. Grandinėms, veikiančioms aukštu dažniu, reikia atsižvelgti į paskirstymo tarp komponentų parametrus. Bendrosiose grandinėse komponentai turėtų būti išdėstyti lygiagrečiai, kiek įmanoma, o tai ne tik gražu, bet ir lengvai montuojama bei lengvai gaminama masiškai.

Kaip suprojektuoti ir patikrinti PCB išdėstymą

1. DFM requirements for layout

1. Nustatytas optimalus proceso maršrutas, ant lentos sudėti visi įrenginiai.

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. Rinkimo jungiklio, atstatymo įrenginio, indikatoriaus lemputės ir kt. padėtis yra tinkama, o rankena netrukdo aplinkiniams įrenginiams.

5. Išorinis lentos rėmas turi lygų 197mil radianą arba yra suprojektuotas pagal konstrukcijos dydžio brėžinį.

6. Įprastos lentos turi 200mil proceso briaunas; kairėje ir dešinėje galinės plokštės kraštinės yra didesnės nei 400 mil, o viršutinės ir apatinės pusės yra didesnės nei 680 mil. Prietaiso išdėstymas neprieštarauja lango atidarymo padėčiai.

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. Įrenginio kaiščio žingsnis, įrenginio kryptis, įrenginio žingsnis, prietaisų biblioteka ir kt., kurie buvo apdoroti banginiu litavimu, atsižvelgiama į banginio litavimo reikalavimus.

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. Suspaudimo dalių atstumas tarp komponentų paviršiaus yra didesnis nei 120 mylių, o suvirinimo paviršiaus užspaudimo dalių kiaurymėje nėra įtaiso.

11. Tarp aukštų įtaisų nėra trumpų įtaisų, 5 mm atstumu tarp įrenginių, kurių aukštis didesnis nei 10 mm, nėra pataisų įtaisų ir trumpų bei mažų įtaisų.

12. Polar prietaisai turi poliškumo šilkografijos logotipus. To paties tipo poliarizuotų įskiepių komponentų X ir Y kryptys yra vienodos.

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

14. Ant paviršiaus, kuriame yra SMD įrenginiai, yra 3 padėties nustatymo žymekliai, išdėstyti „L“ forma. Atstumas tarp padėties nustatymo žymeklio centro ir lentos krašto yra didesnis nei 240 mylių.

15. Jei reikia atlikti įlipimo apdorojimą, manoma, kad išdėstymas palengvins įlipimą ir PCB apdorojimą bei surinkimą.

16. Nuskilusios briaunos (nenormalūs kraštai) turi būti užpildytos frezavimo grioveliais ir štampavimo angomis. Antspaudo skylė yra nemetalizuota tuštuma, paprastai 40 mylių skersmens ir 16 mylių nuo krašto.

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

Antra, šiluminio projektavimo reikalavimai išdėstymui

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. Planuojant atsižvelgiama į pagrįstus ir sklandžius šilumos išsklaidymo kanalus.

4. Elektrolitinis kondensatorius turi būti tinkamai atskirtas nuo didelio karščio prietaiso.

5. Apsvarstykite didelės galios prietaisų ir įrenginių, esančių po įduba, šilumos išsklaidymo galimybes.

Trečia, išdėstymo signalo vientisumo reikalavimai

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. Didelės spartos ir mažos spartos, skaitmeninės ir analoginės yra išdėstytos atskirai pagal modulius.

5. Remdamiesi analizės ir modeliavimo rezultatais arba turima patirtimi nustatykite magistralės topologinę struktūrą, kad įsitikintumėte, jog yra tenkinami sistemos reikalavimai.

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.

Ketvirta, EMC reikalavimai

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. Kad būtų išvengta elektromagnetinių trukdžių tarp įrenginio, esančio ant vienos plokštės suvirinimo paviršiaus, ir gretimos vienos plokštės, ant vienos plokštės suvirinimo paviršiaus neturėtų būti jokių jautrių prietaisų ir stiprios spinduliuotės įtaisų.

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. Apsaugos grandinė yra šalia sąsajos grandinės, vadovaujantis pirmosios apsaugos, o paskui filtravimo principu.

5. Atstumas nuo ekranavimo korpuso ir ekranavimo apvalkalo iki ekranavimo korpuso ir ekranavimo dangtelio yra didesnis nei 500 mylių, jei tai įrenginiai, turintys didelę perdavimo galią arba ypač jautrūs (pvz., kristaliniai osciliatoriai, kristalai ir kt.).

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. Kai du signalo sluoksniai yra tiesiogiai vienas šalia kito, turi būti nustatytos vertikalios laidų sujungimo taisyklės.

2. Pagrindinis galios sluoksnis yra kiek įmanoma greta atitinkamo žemės sluoksnio, o galios sluoksnis atitinka 20H taisyklę.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Daugiasluoksnės plokštės yra laminuotos, o šerdies medžiaga (CORE) yra simetriška, kad būtų išvengta deformacijos, kurią sukelia netolygus vario odos tankio pasiskirstymas ir asimetrinis terpės storis.

5. Lentos storis neturi viršyti 4.5 mm. Tiems, kurių storis didesnis nei 2.5 mm (nugarinė plokštė didesnė nei 3 mm), technikai turėjo patvirtinti, kad nėra problemų dėl PCB apdorojimo, surinkimo ir įrangos, o PC kortelės plokštės storis yra 1.6 mm.

6. Kai angų storio ir skersmens santykis yra didesnis nei 10:1, jį patvirtins PCB gamintojas.

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

8. Pagrindinių komponentų galia ir įžeminimas atitinka reikalavimus.

9. Kai reikalingas varžos valdymas, sluoksnio nustatymo parametrai atitinka reikalavimus.

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. Kai viena plokštė tiekia maitinimą apatinei plokštei, įdėkite atitinkamą filtro grandinę šalia vienos plokštės maitinimo lizdo ir antrinės plokštės maitinimo įvado.

Septyni, kiti reikalavimai

1. Išdėstymas atsižvelgia į bendrą laidų sklandumą, o pagrindinis duomenų srautas yra pagrįstas.

2. Sureguliuokite išskyrimo, FPGA, EPLD, magistralės tvarkyklės ir kitų įrenginių kaiščių priskyrimus pagal išdėstymo rezultatus, kad optimizuotumėte išdėstymą.

3. Planuojant atsižvelgiama į atitinkamą erdvės padidinimą ties tankiais laidais, kad būtų išvengta situacijos, kai jos negalima nutiesti.

4. Jei naudojamos specialios medžiagos, specialūs įtaisai (pvz., 0.5 mmBGA ir kt.) ir specialūs procesai, pristatymo laikotarpis ir apdirbamumas buvo visapusiškai apsvarstyti ir patvirtinti PCB gamintojų bei proceso personalo.

5. Patvirtintas įvorės jungties kontaktas, atitinkantis kaištį, kad nebūtų pakeista įvorės jungties kryptis ir orientacija.

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. Užbaigus maketą, projekto personalui buvo pateiktas 1:1 surinkimo brėžinys, kuris patikrins, ar įrenginio paketo pasirinkimas yra teisingas, palyginti su įrenginio objektu.

9. Atidarant langą, vidinė plokštuma laikoma įtraukta ir nustatyta tinkama laidų draudimo zona.