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.

Acest articol prezintă mai întâi regulile și tehnicile de proiectare a aspectului PCB, apoi explică cum să proiectați și să inspectați aspectul PCB, din cerințele DFM ale layout-ului, cerințele de proiectare termică, cerințele de integritate a semnalului, cerințele EMC, setările stratului și cerințele de împărțire a puterii și module de putere. Cerințele și alte aspecte vor fi analizate în detaliu și urmează editorul pentru a afla detaliile.

Reguli de proiectare a layout-ului PCB

1. În circumstanțe normale, toate componentele ar trebui să fie aranjate pe aceeași suprafață a plăcii de circuite. Numai atunci când componentele de nivel superior sunt prea dense, pot fi instalate unele dispozitive cu înălțime limitată și cu generare scăzută de căldură, cum ar fi rezistențe cu cip, condensatoare cu cip și condensatoare cu cip. Chip IC, etc. sunt plasate pe stratul inferior.

2. Sub premisa asigurării performanței electrice, componentele trebuie așezate pe grilă și dispuse paralel sau perpendicular între ele pentru a fi îngrijite și frumoase. În circumstanțe normale, componentele nu au voie să se suprapună; aranjarea componentelor trebuie să fie compactă, iar componentele să fie aranjate pe întregul aspect. Distribuția este uniformă și densă.

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

4. Distanța de la marginea plăcii de circuit este în general nu mai mică de 2 mm. Cea mai bună formă a plăcii de circuit este dreptunghiulară, iar raportul de aspect este 3:2 sau 4:3. Când dimensiunea plăcii de circuit este mai mare de 200 mm pe 150 mm, luați în considerare ce poate rezista placa de circuit la rezistența mecanică.

PCB layout design skills

În designul de layout al PCB, unitățile plăcii de circuite trebuie analizate, iar designul de layout ar trebui să se bazeze pe funcția de pornire. La așezarea tuturor componentelor circuitului, trebuie îndeplinite următoarele principii:

1. Aranjați poziția fiecărei unități de circuit funcțional în funcție de fluxul circuitului, astfel încât aspectul să fie convenabil pentru circulația semnalului, iar semnalul să fie menținut pe cât posibil în aceeași direcție [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. Pentru circuitele care funcționează la frecvențe înalte, trebuie luați în considerare parametrii de distribuție între componente. În circuitele generale, componentele trebuie aranjate în paralel cât mai mult posibil, ceea ce este nu numai frumos, ci și ușor de instalat și ușor de produs în masă.

Cum să proiectați și să inspectați aspectul PCB-ului

1. DFM requirements for layout

1. A fost determinată ruta optimă a procesului și toate dispozitivele au fost plasate pe placă.

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. Poziția comutatorului cu cadran, a dispozitivului de resetare, a indicatorului luminos etc. este adecvată, iar ghidonul nu interferează cu dispozitivele din jur.

5. Cadrul exterior al plăcii are un radian neted de 197mil sau este proiectat conform desenului de dimensiune structurală.

6. Plăcile obișnuite au margini de proces de 200 mil; părțile din stânga și dreapta ale backplane-ului au margini de proces mai mari de 400 mil, iar părțile superioare și inferioare au muchii de proces mai mari de 680 mil. Amplasarea dispozitivului nu intră în conflict cu poziția de deschidere a ferestrei.

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. Pasul pinului dispozitivului, direcția dispozitivului, pasul dispozitivului, biblioteca dispozitivului etc. care au fost procesate prin lipire cu val țin cont de cerințele lipirii cu val.

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. Piesele de sertizare au mai mult de 120 mils pe distanța de suprafață a componentei și nu există niciun dispozitiv în zona de trecere a pieselor de sertizare pe suprafața de sudură.

11. Nu există dispozitive scurte între dispozitivele înalte și nici dispozitive de patch și dispozitive de interpunere scurte și mici nu sunt plasate la 5 mm între dispozitive cu o înălțime mai mare de 10 mm.

12. Dispozitivele Polar au logo-uri serigrafiate de polaritate. Direcțiile X și Y ale aceluiași tip de componente plug-in polarizate sunt aceleași.

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

14. Există 3 cursore de poziționare pe suprafața care conțin dispozitive SMD, care sunt plasate în formă de „L”. Distanța dintre centrul cursorului de poziționare și marginea plăcii este mai mare de 240 mils.

15. Dacă trebuie să faceți procesarea îmbarcării, se consideră că aspectul facilitează îmbarcarea și procesarea și asamblarea PCB-ului.

16. Marginile ciobite (marginile anormale) trebuie umplute cu ajutorul canelurilor de frezare și găurilor de ștampilare. Orificiul ștampilei este un gol nemetalizat, în general de 40 mils în diametru și 16 mils de la margine.

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

În al doilea rând, cerințele de proiectare termică ale aspectului

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. Aspectul ia în considerare canalele rezonabile și netede de disipare a căldurii.

4. Condensatorul electrolitic trebuie separat în mod corespunzător de dispozitivul cu căldură ridicată.

5. Luați în considerare disiparea căldurii dispozitivelor și dispozitivelor de mare putere de sub gușon.

În al treilea rând, cerințele de integritate a semnalului ale aspectului

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. Viteză mare și viteză mică, digitală și analogică sunt aranjate separat în funcție de module.

5. Determinați structura topologică a magistralei pe baza rezultatelor analizei și simulării sau a experienței existente pentru a vă asigura că cerințele sistemului sunt îndeplinite.

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.

Patru, cerințe 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. Pentru a evita interferența electromagnetică între dispozitivul de pe suprafața de sudură a plăcii unice și a plăcii unice adiacente, nu trebuie plasate dispozitive sensibile și dispozitive de radiații puternice pe suprafața de sudare a plăcii unice.

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. Circuitul de protectie este plasat in apropierea circuitului de interfata, urmand principiul prima protectie si apoi filtrare.

5. Distanța de la corpul de ecranare și învelișul de protecție până la corpul de ecran și învelișul capacului de ecranare este mai mare de 500 mils pentru dispozitivele cu putere de transmisie mare sau deosebit de sensibile (cum ar fi oscilatorii de cristal, cristalele 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. Când două straturi de semnal sunt adiacente unul altuia, trebuie definite reguli de cablare verticală.

2. Stratul de putere principal este adiacent stratului de pământ corespunzător cât mai mult posibil, iar stratul de putere îndeplinește regula 20H.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Plăcile cu mai multe straturi sunt laminate, iar materialul de bază (CORE) este simetric pentru a preveni deformarea cauzată de distribuția neuniformă a densității pielii de cupru și grosimea asimetrică a mediului.

5. Grosimea plăcii nu trebuie să depășească 4.5 mm. Pentru cei cu o grosime mai mare de 2.5 mm (backplane mai mare de 3 mm), tehnicienii ar fi trebuit să confirme că nu există nicio problemă cu procesarea, asamblarea și echipamentul PCB, iar grosimea plăcii de card PC este de 1.6 mm.

6. Când raportul grosime-diametru al căii este mai mare de 10:1, acesta va fi confirmat de producătorul PCB-ului.

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

8. Puterea și procesarea la sol a componentelor cheie îndeplinesc cerințele.

9. Când este necesar controlul impedanței, parametrii de setare a stratului îndeplinesc cerințele.

Six, power module requirements

1. Dispunerea părții sursei de alimentare asigură că liniile de intrare și ieșire sunt netede și nu se încrucișează.

2. Când placa unică alimentează subplaca, plasați circuitul de filtru corespunzător lângă priza de alimentare a plăcii unice și intrarea de alimentare a subplacii.

Șapte, alte cerințe

1. Aspectul ține cont de netezimea generală a cablajului, iar fluxul de date principal este rezonabil.

2. Reglați asignările de pin ale excluderii, FPGA, EPLD, driverului de magistrală și altor dispozitive în funcție de rezultatele aspectului pentru a optimiza aspectul.

3. Dispunerea ține cont de creșterea corespunzătoare a spațiului la cablarea densă pentru a evita situația în care acesta nu poate fi trasat.

4. Dacă sunt adoptate materiale speciale, dispozitive speciale (cum ar fi 0.5 mmBGA etc.) și procese speciale, perioada de livrare și procesabilitatea au fost pe deplin luate în considerare și confirmate de producătorii de PCB și personalul de proces.

5. Relația corespunzătoare a pinii conectorului de gușă a fost confirmată pentru a preveni inversarea direcției și orientării conectorului de gusset.

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. După finalizarea aspectului, personalul de proiect a furnizat un desen de ansamblu 1:1 pentru a verifica dacă selecția pachetului dispozitivului este corectă în raport cu entitatea dispozitivului.

9. La deschiderea ferestrei, planul interior a fost considerat ca fiind retras și a fost stabilită o zonă de interdicție adecvată a cablajului.