Hvordan designe PCB-visningselementer?

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.

ipcb

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.

Denne artikkelen introduserer først PCB-oppsettets designregler og -teknikker, og forklarer deretter hvordan man designer og inspiserer PCB-oppsettet, fra layoutens DFM-krav, krav til termisk design, krav til signalintegritet, EMC-krav, laginnstillinger og krav til kraftjorddeling, og kraftmoduler. Kravene og andre aspekter vil bli analysert i detalj, og følg redaktøren for å finne ut detaljene.

Designregler for PCB-layout

1. Under normale omstendigheter bør alle komponenter plasseres på samme overflate av kretskortet. Bare når toppnivåkomponentene er for tette, kan enkelte enheter med begrenset høyde og lav varmeutvikling, som brikkemotstander, brikkekondensatorer og brikkekondensatorer, installeres. Chip IC, etc. plasseres på det nedre laget.

2. Under forutsetningen om å sikre den elektriske ytelsen, bør komponentene plasseres på rutenettet og arrangeres parallelt eller vinkelrett på hverandre for å være pene og vakre. Under normale omstendigheter har ikke komponentene lov til å overlappe; Arrangementet av komponentene skal være kompakt, og komponentene skal ordnes på hele layouten. Fordelingen er jevn og tett.

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

4. Avstanden fra kanten av kretskortet er vanligvis ikke mindre enn 2MM. Den beste formen på kretskortet er rektangulært, og sideforholdet er 3:2 eller 4:3. Når størrelsen på kretskortet er større enn 200 MM ganger 150 MM, vurder hva kretskortet tåler Mekanisk styrke.

PCB layout design skills

I utformingen av kretskortet bør enhetene til kretskortet analyseres, og utformingen bør være basert på startfunksjonen. Når du legger ut alle komponentene i kretsen, bør følgende prinsipper oppfylles:

1. Ordne posisjonen til hver funksjonell kretsenhet i henhold til kretsstrømmen, slik at oppsettet er praktisk for signalsirkulasjon, og signalet holdes i samme retning så mye som mulig [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. For kretser som opererer ved høye frekvenser, må fordelingsparametrene mellom komponenter vurderes. I generelle kretsløp bør komponenter ordnes parallelt så mye som mulig, noe som ikke bare er vakkert, men også enkelt å installere og enkelt å masseprodusere.

Hvordan designe og inspisere PCB-oppsettet

1. DFM requirements for layout

1. Den optimale prosessruten er bestemt, og alle enheter er plassert på brettet.

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. Posisjonen til skivebryteren, tilbakestillingsenheten, indikatorlyset osv. er passende, og styret forstyrrer ikke enhetene rundt.

5. Den ytre rammen av brettet har en jevn radian på 197mil, eller er utformet i henhold til strukturstørrelsestegningen.

6. Vanlige brett har 200mil prosesskanter; venstre og høyre side av bakplanet har prosesskanter større enn 400 mil, og øvre og nedre sider har prosesskanter større enn 680 mil. Enhetsplasseringen er ikke i konflikt med vinduets åpningsposisjon.

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. Enhetens pinnestigning, enhetsretning, enhetsstigning, enhetsbibliotek osv. som har blitt behandlet ved bølgelodding, tar hensyn til kravene til bølgelodding.

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. Krympedelene har mer enn 120 mils i komponentoverflateavstanden, og det er ingen enhet i det gjennomgående området til krympedelene på sveiseoverflaten.

11. Det er ingen korte enheter mellom høye enheter, og ingen lappeenheter og korte og små mellomliggende enheter er plassert innenfor 5 mm mellom enheter med en høyde større enn 10 mm.

12. Polar-enheter har silketrykklogoer med polaritet. X- og Y-retningene til samme type polariserte plug-in-komponenter er de samme.

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

14. Det er 3 posisjoneringsmarkører på overflaten som inneholder SMD-enheter, som er plassert i en “L”-form. Avstanden mellom midten av posisjoneringsmarkøren og kanten av brettet er større enn 240 mils.

15. Hvis du trenger å gjøre ombordstigning, vurderes oppsettet for å lette ombordstigning og PCB-behandling og montering.

16. De oppskårne kantene (unormale kanter) fylles ut ved hjelp av fresespor og stempelhull. Stempelhullet er et ikke-metallisert hulrom, vanligvis 40 mil i diameter og 16 mil fra kanten.

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. Oppsettet tar hensyn til rimelige og jevne varmespredningskanaler.

4. Elektrolytkondensatoren skal være riktig atskilt fra høyvarmeenheten.

5. Vurder varmespredningen til enheter med høy effekt og enheter under kile.

For det tredje, signalintegritetskravene til oppsettet

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. Høyhastighets og lavhastighets, digital og analog er ordnet separat i henhold til moduler.

5. Bestem den topologiske strukturen til bussen basert på analyse- og simuleringsresultatene eller eksisterende erfaring for å sikre at systemkravene oppfylles.

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.

Fire, EMC-krav

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. For å unngå elektromagnetisk interferens mellom enheten på sveiseoverflaten til enkeltbrettet og det tilstøtende enkeltbrettet, bør ingen følsomme enheter og sterke strålingsenheter plasseres på sveiseoverflaten til enkeltbrettet.

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. Beskyttelseskretsen er plassert nær grensesnittkretsen, etter prinsippet om først beskyttelse og deretter filtrering.

5. Avstanden fra skjermingslegemet og skjermingsskallet til skjermingslegemet og skjermingsdekselet er mer enn 500 mils for enheter med høy sendeeffekt eller spesielt følsomme (som krystalloscillatorer, krystaller, 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. Når to signallag er direkte tilstøtende hverandre, må vertikale ledningsregler defineres.

2. Hovedkraftlaget ligger så langt som mulig inntil det tilsvarende grunnlaget, og kraftlaget oppfyller 20H-regelen.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Flerlagsplater er laminert og kjernematerialet (CORE) er symmetrisk for å forhindre vridning forårsaket av ujevn fordeling av kobberhudens tetthet og asymmetrisk tykkelse på mediet.

5. Tykkelsen på brettet bør ikke overstige 4.5 mm. For de med en tykkelse større enn 2.5 mm (bakplan større enn 3 mm), skal teknikerne ha bekreftet at det ikke er noe problem med PCB-behandlingen, monteringen og utstyret, og PC-kortets tykkelse er 1.6 mm.

6. Når tykkelse-til-diameter-forholdet til viaen er større enn 10:1, vil det bli bekreftet av PCB-produsenten.

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

8. Kraften og grunnprosesseringen av nøkkelkomponenter oppfyller kravene.

9. Når impedanskontroll er nødvendig, oppfyller laginnstillingsparametrene kravene.

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. Når enkeltkortet leverer strøm til underkortet, plasser den tilsvarende filterkretsen nær strømuttaket på enkeltkortet og strøminntaket til underkortet.

Seven, other requirements

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

2. Juster pin-tilordningene til ekskluderingen, FPGA, EPLD, bussdriver og andre enheter i henhold til layoutresultatene for å optimalisere layouten.

3. Oppsettet tar hensyn til passende økning av plassen ved den tette ledningen for å unngå situasjonen at den ikke kan rutes.

4. Hvis spesielle materialer, spesielle enheter (som 0.5 mmBGA, etc.) og spesielle prosesser tas i bruk, har leveringsperioden og bearbeidbarheten blitt vurdert fullt ut og bekreftet av PCB-produsenter og prosesspersonell.

5. Pinnen-tilsvarende forhold til kilekontakten er bekreftet for å forhindre at retningen og orienteringen til kilekontakten blir reversert.

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. Etter at oppsettet er fullført, er det gitt en 1:1 monteringstegning for prosjektpersonellet for å sjekke om enhetspakkevalget er riktig i forhold til enhetsenheten.

9. Ved åpning av vinduet er innerplanet vurdert som tilbaketrukket, og det er satt opp et egnet ledningsforbudsområde.