Como projetar elementos de visualização 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.

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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.

Este artigo primeiro apresenta as regras e técnicas de design de layout de PCB e, em seguida, explica como projetar e inspecionar o layout de PCB, a partir dos requisitos de DFM do layout, requisitos de design térmico, requisitos de integridade de sinal, requisitos de EMC, configurações de camada e requisitos de divisão de aterramento de energia, e módulos de energia. Os requisitos e outros aspectos serão analisados ​​detalhadamente e siga o editor para saber os detalhes.

Regras de design de layout PCB

1. Em circunstâncias normais, todos os componentes devem ser dispostos na mesma superfície da placa de circuito. Somente quando os componentes de nível superior são muito densos, alguns dispositivos com altura limitada e baixa geração de calor, como resistores de chip, capacitores de chip e capacitores de chip, podem ser instalados. Chip IC, etc. são colocados na camada inferior.

2. Sob a premissa de garantir o desempenho elétrico, os componentes devem ser colocados na grade e dispostos paralelos ou perpendiculares entre si para serem limpos e bonitos. Em circunstâncias normais, os componentes não podem se sobrepor; a disposição dos componentes deve ser compacta e os componentes devem ser dispostos em todo o layout. A distribuição é uniforme e densa.

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

4. A distância da borda da placa de circuito geralmente não é inferior a 2 MM. O melhor formato da placa de circuito é retangular e a proporção da imagem é 3: 2 ou 4: 3. Quando o tamanho da placa de circuito for maior que 200 mm por 150 mm, considere o que a placa de circuito pode suportar. Resistência mecânica.

PCB layout design skills

No design do layout do PCB, as unidades da placa de circuito devem ser analisadas e o design do layout deve ser baseado na função de inicialização. Ao preparar todos os componentes do circuito, os seguintes princípios devem ser atendidos:

1. Organize a posição de cada unidade funcional do circuito de acordo com o fluxo do circuito, de forma que o layout seja conveniente para a circulação do sinal e o sinal seja mantido na mesma direção tanto quanto possível [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. Para circuitos operando em altas frequências, os parâmetros de distribuição entre os componentes devem ser considerados. Em circuitos gerais, os componentes devem ser dispostos em paralelo tanto quanto possível, o que não é apenas bonito, mas também fácil de instalar e produzir em massa.

Como projetar e inspecionar o layout do PCB

1. DFM requirements for layout

1. A rota de processo ideal foi determinada e todos os dispositivos foram colocados na placa.

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. A posição do botão de discagem, dispositivo de redefinição, luz indicadora, etc. é apropriada e a barra do manípulo não interfere nos dispositivos ao redor.

5. A moldura externa da placa tem um radiano liso de 197mil, ou é projetada de acordo com o desenho do tamanho da estrutura.

6. As placas comuns têm bordas de processo de 200mil; os lados esquerdo e direito do painel traseiro têm bordas de processo maiores que 400mil e os lados superior e inferior têm bordas de processo maiores que 680mil. O posicionamento do dispositivo não entra em conflito com a posição de abertura da janela.

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. O passo do pino do dispositivo, direção do dispositivo, passo do dispositivo, biblioteca do dispositivo, etc. que foram processados ​​por soldagem por onda levam em consideração os requisitos da soldagem por onda.

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. As peças de crimpagem têm mais de 120 mils na distância da superfície do componente e não há dispositivo na área de passagem das peças de crimpagem na superfície de soldagem.

11. Não há dispositivos curtos entre dispositivos altos e nenhum dispositivo de patch e dispositivos de interposição curtos e pequenos são colocados dentro de 5 mm entre dispositivos com uma altura superior a 10 mm.

12. Os dispositivos polares têm logotipos de serigrafia de polaridade. As direções X e Y do mesmo tipo de componentes de plug-in polarizados são as mesmas.

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

14. Existem 3 cursores de posicionamento na superfície contendo dispositivos SMD, que são colocados em forma de “L”. A distância entre o centro do cursor de posicionamento e a borda da placa é maior que 240 mils.

15. Caso seja necessário realizar processamento de embarque, o layout é considerado para facilitar o embarque e processamento e montagem da placa de circuito impresso.

16. As arestas lascadas (arestas anormais) devem ser preenchidas por meio de ranhuras de fresagem e orifícios de estampagem. O orifício do selo é um vazio não metalizado, geralmente com 40 mils de diâmetro e 16 mils da borda.

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

Em segundo lugar, os requisitos de design térmico do 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. O layout leva em consideração os canais de dissipação de calor razoáveis ​​e suaves.

4. O capacitor eletrolítico deve ser devidamente separado do dispositivo de alta temperatura.

5. Considere a dissipação de calor de dispositivos de alta potência e dispositivos sob o reforço.

Terceiro, os requisitos de integridade de sinal do layout

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. Alta e baixa velocidade, digital e analógico são organizados separadamente de acordo com os módulos.

5. Determine a estrutura topológica do barramento com base nos resultados da análise e simulação ou na experiência existente para garantir que os requisitos do sistema sejam atendidos.

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.

Quatro, requisitos 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. Para evitar interferência eletromagnética entre o dispositivo na superfície de soldagem da placa única e a placa única adjacente, nenhum dispositivo sensível e de forte radiação deve ser colocado na superfície de soldagem da placa única.

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. O circuito de proteção é colocado próximo ao circuito de interface, seguindo o princípio de primeira proteção e depois filtragem.

5. A distância do corpo de proteção e da concha de proteção ao corpo de proteção e concha da tampa de proteção é superior a 500 mils para os dispositivos com alta potência de transmissão ou particularmente sensíveis (como osciladores de cristal, cristais, 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. Quando duas camadas de sinal são diretamente adjacentes uma à outra, regras de fiação vertical devem ser definidas.

2. A camada de energia principal é adjacente à sua camada de solo correspondente, tanto quanto possível, e a camada de energia atende à regra 20H.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Placas multicamadas são laminadas e o material do núcleo (CORE) é simétrico para evitar empenamento causado pela distribuição desigual da densidade da película de cobre e espessura assimétrica do meio.

5. A espessura da placa não deve exceder 4.5 mm. Para aqueles com uma espessura maior que 2.5 mm (backplane maior que 3 mm), os técnicos deveriam ter confirmado que não há nenhum problema com o processamento, montagem e equipamento da PCB, e a espessura da placa da placa de PC é 1.6 mm.

6. Quando a relação espessura-diâmetro da via for maior que 10: 1, será confirmado pelo fabricante do PCB.

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

8. A potência e o processamento de aterramento dos componentes principais atendem aos requisitos.

9. Quando o controle de impedância é necessário, os parâmetros de configuração da camada atendem aos requisitos.

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. Quando a placa única fornece energia para a subplaca, coloque o circuito do filtro correspondente próximo à tomada da placa única e da entrada de energia da subplaca.

Seven, other requirements

1. O layout leva em consideração a suavidade geral da fiação e o fluxo de dados principal é razoável.

2. Ajuste as atribuições dos pinos de exclusão, FPGA, EPLD, driver de barramento e outros dispositivos de acordo com os resultados do layout para otimizar o layout.

3. O layout leva em consideração o aumento adequado do espaço na fiação densa para evitar a situação de não poder ser encaminhado.

4. Se materiais especiais, dispositivos especiais (como 0.5 mmBGA, etc.) e processos especiais forem adotados, o período de entrega e a capacidade de processamento foram totalmente considerados e confirmados pelos fabricantes de PCB e pessoal de processo.

5. A relação correspondente do pino do conector de reforço foi confirmada para evitar que a direção e a orientação do conector de reforço sejam invertidas.

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. Depois que o layout for concluído, um desenho de montagem 1: 1 foi fornecido ao pessoal do projeto para verificar se a seleção do pacote do dispositivo está correta em relação à entidade do dispositivo.

9. Na abertura da janela, o plano interno foi considerado retraído e uma área de proibição de fiação adequada foi definida.