Jak zaprojektować elementy widoku PCB?

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.

W tym artykule najpierw przedstawiono zasady i techniki projektowania układu PCB, a następnie wyjaśniono, jak zaprojektować i sprawdzić układ PCB, począwszy od wymagań układu DFM, wymagań projektu termicznego, wymagań dotyczących integralności sygnału, wymagań EMC, ustawień warstw i wymagań dotyczących podziału uziemienia zasilania oraz moduły mocy. Wymagania i inne aspekty zostaną szczegółowo przeanalizowane i podążaj za edytorem, aby poznać szczegóły.

Zasady projektowania układu PCB

1. W normalnych warunkach wszystkie elementy powinny być rozmieszczone na tej samej powierzchni płytki drukowanej. Tylko wtedy, gdy komponenty najwyższego poziomu są zbyt gęste, można zainstalować niektóre urządzenia o ograniczonej wysokości i niskim wytwarzaniu ciepła, takie jak rezystory chipowe, kondensatory chipowe i kondensatory chipowe. Chip IC itp. są umieszczane na dolnej warstwie.

2. W założeniu zapewnienia wydajności elektrycznej elementy powinny być umieszczone na siatce i ułożone równolegle lub prostopadle do siebie, aby były schludne i piękne. W normalnych warunkach komponenty nie mogą na siebie nachodzić; układ elementów powinien być zwarty, a elementy powinny być rozmieszczone na całym układzie. Dystrybucja jest równomierna i gęsta.

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

4. Odległość od krawędzi płytki drukowanej jest zwykle nie mniejsza niż 2 MM. Najlepszy kształt płytki drukowanej to prostokąt, a proporcje to 3:2 lub 4:3. Gdy rozmiar płytki drukowanej jest większy niż 200 mm na 150 mm, zastanów się, jaką wytrzymałość mechaniczną może wytrzymać płytka drukowana.

PCB layout design skills

W projekcie układu płytki drukowanej należy przeanalizować jednostki płytki drukowanej, a projekt układu powinien opierać się na funkcji początkowej. Przy układaniu wszystkich elementów obwodu należy przestrzegać następujących zasad:

1. Rozmieść położenie każdej jednostki funkcjonalnej obwodu zgodnie z przepływem obwodu, tak aby układ był wygodny dla obiegu sygnału, a sygnał był utrzymywany w tym samym kierunku, na ile to możliwe [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. W przypadku obwodów pracujących przy wysokich częstotliwościach należy wziąć pod uwagę parametry dystrybucji między komponentami. W ogólnych obwodach elementy powinny być jak najbardziej ułożone równolegle, co jest nie tylko piękne, ale także łatwe w montażu i masowej produkcji.

Jak zaprojektować i sprawdzić układ PCB

1. DFM requirements for layout

1. The optimal process route has been determined, and all devices have been placed on the board.

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. Pozycja przełącznika, urządzenia resetującego, lampki kontrolnej itp. jest odpowiednia, a uchwyt nie koliduje z otaczającymi urządzeniami.

5. Zewnętrzna rama deski ma gładki radian 197 mil lub jest zaprojektowana zgodnie z rysunkiem rozmiaru strukturalnego.

6. Zwykłe deski mają 200 mil krawędzi procesowych; lewa i prawa strona płyty montażowej mają krawędzie robocze większe niż 400 mil, a strony górne i dolne mają krawędzie robocze większe niż 680 mil. Umiejscowienie urządzenia nie koliduje z pozycją otwarcia okna.

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. Rozstaw pinów urządzenia, kierunek urządzenia, skok urządzenia, biblioteka urządzeń itp., które zostały przetworzone przez lutowanie na fali, uwzględniają wymagania lutowania na fali.

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. Części zaciskane mają ponad 120 milsów w odległości powierzchni elementu i nie ma urządzenia w obszarze przelotowym części zaciskanych na powierzchni spawania.

11. Nie ma krótkich urządzeń między wysokimi urządzeniami, żadne urządzenia krosowe oraz krótkie i małe urządzenia pośredniczące nie są umieszczane w odległości 5 mm między urządzeniami o wysokości większej niż 10 mm.

12. Urządzenia Polar mają logo sitodrukowe polaryzacji. Kierunki X i Y tego samego typu spolaryzowanych komponentów wtykowych są takie same.

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

14. Na powierzchni, na której znajdują się urządzenia SMD, umieszczone są 3 kursory pozycjonujące, które są umieszczone w kształcie litery „L”. Odległość między środkiem kursora pozycjonującego a krawędzią płytki jest większa niż 240 milicali.

15. Jeśli potrzebujesz wykonać obróbkę desek, uważa się, że układ ułatwia obróbkę i montaż desek i PCB.

16. Wyszczerbione krawędzie (nieprawidłowe krawędzie) należy wypełnić za pomocą frezowania rowków i otworów stemplujących. Otwór stempla to niemetalizowana pustka, zwykle o średnicy 40 milicali i 16 milicali od krawędzi.

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. Układ uwzględnia rozsądne i gładkie kanały rozpraszania ciepła.

4. Kondensator elektrolityczny powinien być odpowiednio oddzielony od urządzenia wysokotemperaturowego.

5. Rozważ rozpraszanie ciepła urządzeń dużej mocy i urządzeń pod węzłem.

Po trzecie, wymagania dotyczące integralności sygnału układu

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. High-speed and low-speed, digital and analog are arranged separately according to modules.

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.

Po czwarte, wymagania EMC

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. Aby uniknąć zakłóceń elektromagnetycznych między urządzeniem na powierzchni zgrzewania pojedynczej płyty a sąsiednią płytką, na powierzchni zgrzewania pojedynczej płyty nie należy umieszczać żadnych wrażliwych urządzeń i urządzeń o silnym promieniowaniu.

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. Obwód ochronny jest umieszczony w pobliżu obwodu interfejsu, zgodnie z zasadą najpierw ochrony, a następnie filtrowania.

5. Odległość od korpusu ekranującego i powłoki ekranującej do korpusu ekranującego i osłony osłony ekranującej wynosi ponad 500 milicali w przypadku urządzeń o dużej mocy nadawczej lub szczególnie wrażliwych (takich jak oscylatory kwarcowe, kryształy itp.).

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. Gdy dwie warstwy sygnału sąsiadują bezpośrednio ze sobą, należy zdefiniować zasady okablowania pionowego.

2. Główna warstwa mocy w jak największym stopniu przylega do odpowiadającej jej warstwy uziemienia, a warstwa mocy spełnia regułę 20H.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Płyty wielowarstwowe są laminowane, a materiał rdzenia (CORE) jest symetryczny, aby zapobiec wypaczeniu spowodowanemu nierównomiernym rozkładem gęstości miedzi i asymetrycznej grubości nośnika.

5. Grubość deski nie powinna przekraczać 4.5mm. W przypadku osób o grubości większej niż 2.5 mm (płyta montażowa większa niż 3 mm) technicy powinni byli potwierdzić, że nie ma problemu z przetwarzaniem, montażem i wyposażeniem PCB, a grubość płytki drukowanej PC wynosi 1.6 mm.

6. Gdy stosunek grubości do średnicy przelotki jest większy niż 10:1, zostanie to potwierdzone przez producenta PCB.

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

8. Przetwarzanie zasilania i uziemienia kluczowych komponentów spełnia wymagania.

9. Gdy wymagana jest kontrola impedancji, parametry ustawień warstwy spełniają wymagania.

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. Gdy pojedyncza płyta zasila płytę podrzędną, umieść odpowiedni obwód filtra w pobliżu gniazda zasilania pojedynczej płyty i wejścia zasilania płyty podrzędnej.

Seven, other requirements

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

2. Dostosuj przypisanie pinów wykluczenia, FPGA, EPLD, sterownika magistrali i innych urządzeń zgodnie z wynikami układu, aby zoptymalizować układ.

3. Układ uwzględnia odpowiednie zwiększenie przestrzeni przy gęstym okablowaniu, aby uniknąć sytuacji, w której nie można go poprowadzić.

4. W przypadku przyjęcia specjalnych materiałów, specjalnych urządzeń (takich jak 0.5 mmBGA itp.) i specjalnych procesów, okres dostawy i przetwarzalność zostały w pełni uwzględnione i potwierdzone przez producentów PCB i personel procesowy.

5. The pin corresponding relationship of the gusset connector has been confirmed to prevent the direction and orientation of the gusset connector from being reversed.

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. Po zakończeniu rozplanowania został dostarczony rysunek złożeniowy w skali 1:1 dla personelu projektu, aby sprawdzić, czy wybór pakietu urządzeń jest prawidłowy względem jednostki urządzenia.

9. Przy otwarciu okna płaszczyzna wewnętrzna została uznana za cofniętą i wyznaczono odpowiednią strefę zakazu okablowania.