Seis resumos de PCB design de produção

1. Layout

Primeiro, considere o tamanho do PCB. Quando o tamanho da placa de circuito do PCB é muito grande, a linha impressa é longa, a impedância aumenta, a capacidade anti-ruído diminui e o custo aumenta; Se for muito pequeno, a dissipação de calor é ruim e as linhas adjacentes podem ser perturbadas. Depois de determinar o tamanho do PCB, determine a posição dos componentes especiais. Finalmente, todos os componentes do circuito são organizados de acordo com as unidades funcionais do circuito.

Os seguintes princípios devem ser observados ao determinar a posição dos elementos especiais:

(1) Encurte a fiação entre os componentes de alta frequência tanto quanto possível e tente reduzir seus parâmetros de distribuição e interferência eletromagnética mútua. Os componentes suscetíveis a interferência não devem estar muito próximos uns dos outros e os componentes de entrada e saída devem estar o mais longe possível.

(2) Pode haver uma grande diferença de potencial entre alguns componentes ou fios, portanto, a distância entre eles deve ser aumentada para evitar curto-circuito acidental causado por descarga. Os componentes com alta tensão devem ser dispostos em locais difíceis de tocar durante o comissionamento.

(3) A posição ocupada pelo orifício de posicionamento da placa impressa e do suporte fixo deve ser reservada.

De acordo com a unidade funcional do circuito, o layout de todos os componentes do circuito deve obedecer aos seguintes princípios:

(1) Organize a posição de cada unidade de circuito funcional de acordo com o fluxo do circuito, torne o layout conveniente para o fluxo do sinal e mantenha o sinal na mesma direção tanto quanto possível.

(2) Pegue os componentes principais de cada circuito funcional como o centro e faça o layout ao seu redor. Os componentes devem ser dispostos de maneira uniforme, organizada e compacta no PCB. Os condutores e as conexões entre os componentes devem ser reduzidos e encurtados tanto quanto possível.

(3) Para o circuito trabalhando em alta frequência, os parâmetros de distribuição entre os componentes devem ser considerados. Para circuitos gerais, os componentes devem ser dispostos em paralelo, tanto quanto possível. Desta forma, não é apenas bonito, mas também fácil de montar e soldar, e fácil de produzir em massa.

(4) Os componentes localizados na borda da placa de circuito geralmente não estão a menos de 2 mm de distância da borda da placa de circuito. O melhor formato da placa de circuito é retângulo. A proporção da imagem é de 3: 2 a 4: 3. Quando o tamanho da superfície da placa de circuito for maior que 200×150 mm, a resistência mecânica da placa de circuito deve ser considerada.

2. Fiação

Os princípios da fiação são os seguintes:

(1) Os condutores usados ​​nos terminais de entrada e saída devem evitar o paralelo adjacente, tanto quanto possível. É melhor adicionar fio terra entre as linhas para evitar o acoplamento de feedback.

(2) A largura mínima do condutor impresso é determinada principalmente pela força de adesão entre o condutor e a placa de base isolante e a corrente que flui através deles.

(3) A curvatura do fio impresso é geralmente um arco circular e o ângulo reto ou ângulo incluído afetará o desempenho elétrico no circuito de alta frequência. Além disso, tente evitar o uso de folhas de cobre de grandes áreas, caso contrário, a expansão e a queda da folha de cobre são fáceis de ocorrer quando aquecidas por um longo tempo. Quando uma grande área de folha de cobre deve ser usada, é melhor usar o formato de grade, que conduz à eliminação do gás volátil gerado pelo aquecimento do adesivo entre a folha de cobre e o substrato.

3. Pad

O orifício central da almofada (dispositivo em linha) é ligeiramente maior do que o diâmetro do cabo do dispositivo. Se a almofada for muito grande, é fácil formar uma falsa solda. O diâmetro externo D da almofada geralmente não é menor que (D + 1.2) mm, onde D é o diâmetro do orifício de chumbo. Para circuitos digitais de alta densidade, o diâmetro mínimo da almofada pode ser (D + 1.0) mm.

Medidas anti-interferência para PCB e circuito:

O design anti-interferência da placa de circuito impresso está intimamente relacionado ao circuito específico. Aqui, apenas algumas medidas comuns de design anti-interferência de PCB são descritas.

1. Design do cabo de alimentação

De acordo com a corrente da placa de circuito impresso, tente aumentar a largura da linha de alimentação e reduzir a resistência do circuito. Ao mesmo tempo, faça com que a direção da linha de alimentação e do fio terra sejam consistentes com a direção da transmissão de dados, o que ajuda a aumentar a capacidade anti-ruído.

2. Desenho do lote

Os princípios do projeto do fio terra são:

(1) Digital e analógico são separados. Se houver circuitos lógicos e circuitos lineares na placa de circuito, eles devem ser separados o máximo possível. O aterramento paralelo de ponto único deve ser adotado para o aterramento do circuito de baixa frequência, tanto quanto possível. Se for difícil conectar a fiação real, ela pode ser parcialmente conectada em série e, em seguida, conectada em paralelo. O aterramento em série multiponto deve ser adotado para o circuito de alta frequência, o fio de aterramento deve ser curto e alugado e uma grade como uma folha de aterramento de grande área deve ser usada em torno dos componentes de alta frequência, tanto quanto possível.

(2) O fio de aterramento deve ser o mais grosso possível. Se o fio de aterramento for feito de fio costurado, o potencial de aterramento muda com a mudança da corrente, de forma que o desempenho anti-ruído é reduzido. Portanto, o fio de aterramento deve ser engrossado para que possa passar três vezes a corrente permitida na placa impressa. Se possível, o fio de aterramento deve ter mais de 2 ~ 3 mm.

(3) O fio de aterramento forma um circuito fechado. Para placas impressas compostas apenas por circuitos digitais, o circuito de aterramento é organizado em um loop de cluster, o que pode melhorar a capacidade anti-ruído.

4. Configuração do capacitor de desacoplamento

Um dos métodos convencionais de projeto de PCB é configurar capacitores de desacoplamento apropriados em cada parte chave do PCB. O princípio geral de configuração do capacitor de desacoplamento é:

(1) O terminal de entrada de energia é conectado a um capacitor eletrolítico de 10 ~ 100uF. Se possível, é melhor conectar mais de 100uF.

(2) Em princípio, cada chip de circuito integrado deve ser equipado com um capacitor de chip de cerâmica de 0.01uF ~ 0.1uF. Em caso de lacuna insuficiente na placa impressa, um capacitor de 1 ~ 10PF pode ser organizado a cada 4 ~ 8 chips.

(3) Para dispositivos com resistência a ruído fraca e grande variação de energia durante o desligamento, como dispositivos de armazenamento de RAM e ROM, os capacitores de desacoplamento devem ser conectados diretamente entre a linha de alimentação e o fio terra do chip.

5. Projeto de furo passante

No projeto de PCB de alta velocidade, vias aparentemente simples costumam trazer grandes efeitos negativos ao projeto do circuito. A fim de reduzir os efeitos adversos causados ​​pelos efeitos parasitários das vias, podemos dar o nosso melhor no design

(1) Considerando o custo e a qualidade do sinal, um tamanho de via razoável é selecionado. Por exemplo, para projeto de PCB de módulo de memória de 6-10 camadas, é melhor selecionar vias 10/20MIL (perfuração / almofada). Para algumas placas de tamanho pequeno de alta densidade, você também pode tentar usar vias de 8 / 18mil. Nas atuais condições técnicas, é difícil usar furos passantes menores (quando a profundidade do furo ultrapassa 6 vezes o diâmetro da furação, é impossível garantir que a parede do furo possa ser uniformemente revestida de cobre); Para vias de energia ou terra, um tamanho maior pode ser considerado para reduzir a impedância

(2) O roteamento de sinal na placa PCB não deve mudar de camadas tanto quanto possível, ou seja, as vias desnecessárias não devem ser usadas na medida do possível

(3) Os pinos da fonte de alimentação e o aterramento devem ser perfurados nas proximidades. Quanto mais curto o fio entre a via e o pino, melhor

(4) Coloque algumas vias aterradas perto das vias de mudança da camada de sinal para fornecer o circuito mais próximo para o sinal. Você pode até colocar um grande número de vias de aterramento redundantes no PCB

6. Alguma experiência na redução de ruído e interferência eletromagnética

(1) Se você pode usar chips de baixa velocidade, não precisa de chips de alta velocidade. Chips de alta velocidade são usados ​​em lugares-chave

(2) Uma série de resistores pode ser usada para reduzir a taxa de salto das bordas superior e inferior do circuito de controle.

(3) Tente fornecer alguma forma de amortecimento para relés, etc., como o amortecimento de corrente de configuração RC

(4) Use o relógio de frequência mais baixa que atenda aos requisitos do sistema.

(5) O relógio deve ser o mais próximo possível do dispositivo que usa o relógio. A carcaça do oscilador de cristal de quartzo deve ser aterrada. A área do relógio deve ser cercada por fio terra. A linha do relógio deve ser a mais curta possível. Não deve haver fiação sob o cristal de quartzo e sob o dispositivo sensível a ruído. Os sinais de seleção de clock, barramento e chip devem estar longe da linha de E / S e do conector. A interferência da linha do relógio perpendicular à linha I / O é menor do que paralela à linha I / O

(6) A extremidade de entrada do circuito de porta não usada não deve ser suspensa, a extremidade de entrada positiva do amplificador operacional não usado deve ser aterrada e a extremidade de entrada negativa deve ser conectada à extremidade de saída