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 печатная плата 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.

В этой статье сначала представлены правила и методы проектирования компоновки печатной платы, а затем объясняется, как проектировать и проверять компоновку печатной платы, исходя из требований DFM компоновки, требований к тепловому дизайну, требований к целостности сигнала, требований ЭМС, настроек слоев и требований к разделению силового заземления, а также силовые модули. Требования и другие аспекты будут подробно проанализированы, и следуйте инструкциям редактора, чтобы узнать подробности.

Правила проектирования компоновки печатной платы

1. В нормальных условиях все компоненты должны располагаться на одной и той же поверхности печатной платы. Только когда компоненты верхнего уровня слишком плотные, могут быть установлены некоторые устройства с ограниченной высотой и низким тепловыделением, такие как резисторы микросхемы, конденсаторы микросхемы и конденсаторы микросхемы. Микросхема IC и т. Д. Размещается на нижнем слое.

2. Для обеспечения электрических характеристик компоненты должны быть размещены на сетке и располагаться параллельно или перпендикулярно друг другу, чтобы они были аккуратными и красивыми. В нормальных условиях перекрытие компонентов не допускается; расположение компонентов должно быть компактным, а компоненты должны располагаться по всей компоновке. Распределение равномерное и плотное.

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

4. Расстояние от края печатной платы обычно не менее 2 мм. Лучшая форма печатной платы – прямоугольная, с соотношением сторон 3: 2 или 4: 3. Если размер печатной платы превышает 200 мм на 150 мм, подумайте о том, что печатная плата может выдержать механическую прочность.

PCB layout design skills

При проектировании компоновки печатной платы следует проанализировать элементы печатной платы, и компоновка должна быть основана на функции запуска. При раскладке всех компонентов схемы следует соблюдать следующие принципы:

1. Расположите каждый функциональный блок схемы в соответствии с потоком схемы так, чтобы расположение было удобным для циркуляции сигнала и чтобы сигнал сохранялся в одном и том же направлении в максимально возможной степени [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. Для схем, работающих на высоких частотах, необходимо учитывать параметры распределения между компонентами. В общих схемах компоненты должны быть расположены параллельно, насколько это возможно, что не только красиво, но и легко устанавливается и легко выпускается в массовом порядке.

Как спроектировать и проверить топологию печатной платы

1. DFM requirements for layout

1. Определен оптимальный технологический маршрут, и все устройства размещены на плате.

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. Правильное положение дискового переключателя, устройства сброса, светового индикатора и т. Д., Ручка не мешает работе окружающих устройств.

5. Внешний каркас доски имеет гладкий радиан 197 мил или спроектирован в соответствии с чертежом конструктивных размеров.

6. Обычные доски имеют технологическую кромку 200 мил; левая и правая стороны объединительной платы имеют технологические кромки более 400 мил, а верхняя и нижняя стороны имеют технологические кромки более 680 мил. Размещение устройства не конфликтует с положением открывания окна.

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. Шаг выводов устройства, направление устройства, шаг устройства, библиотека устройств и т. Д., Которые были обработаны пайкой волной припоя, учитывают требования пайки волной.

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. Обжимные части имеют расстояние более 120 мил между поверхностями компонентов, и в зоне прохождения обжимных частей на сварочной поверхности нет устройства.

11. Между высокими устройствами не должно быть коротких устройств, а также нет коммутационных устройств, а короткие и маленькие промежуточные устройства размещаются в пределах 5 мм между устройствами с высотой более 10 мм.

12. На устройствах Polar нанесены логотипы шелкографии полярности. Направления X и Y одного и того же типа поляризованных съемных компонентов одинаковы.

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

14. На поверхности, содержащей SMD-устройства, расположены 3 курсора, которые расположены в форме буквы «L». Расстояние между центром курсора позиционирования и краем платы больше 240 мил.

15. Если вам необходимо выполнить монтаж платы, считается, что компоновка облегчит монтаж платы, а также обработку и сборку печатной платы.

16. Сколотые кромки (неправильные кромки) следует заполнить фрезерованием канавок и штамповочных отверстий. Отверстие штампа представляет собой неметаллизированную пустоту, обычно диаметром 40 мил и 16 мил от края.

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

Во-вторых, требования к тепловому дизайну макета

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. В компоновке учтены разумные и плавные каналы отвода тепла.

4. Электролитический конденсатор должен быть должным образом отделен от высокотемпературного устройства.

5. Учитывайте тепловыделение мощных устройств и устройств под косынкой.

В-третьих, требования к целостности сигнала макета

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. Высокоскоростной и низкоскоростной, цифровой и аналоговый организованы отдельно по модулям.

5. Определите топологическую структуру шины на основе результатов анализа и моделирования или имеющегося опыта, чтобы гарантировать соответствие системным требованиям.

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.

Четыре, требования к электромагнитной совместимости

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. Во избежание электромагнитных помех между устройством на сварочной поверхности единой платы и смежной одинарной платой не следует размещать чувствительные устройства и устройства с сильным излучением на сварочной поверхности единой платы.

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. Схема защиты размещается рядом с схемой интерфейса, следуя принципу сначала защиты, а затем фильтрации.

5. Расстояние от экранирующего тела и экранирующей оболочки до экранирующего тела и экранирующей крышки составляет более 500 мил для устройств с высокой мощностью передачи или особо чувствительных (таких как кварцевые генераторы, кристаллы и т. Д.).

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. Когда два сигнальных слоя непосредственно примыкают друг к другу, необходимо определить правила вертикальной разводки.

2. Основной слой мощности примыкает к соответствующему слою заземления, насколько это возможно, и уровень мощности соответствует правилу 20H.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Многослойные платы ламинированы, а сердцевина (CORE) симметрична для предотвращения деформации, вызванной неравномерным распределением поверхностной плотности меди и асимметричной толщиной материала.

5. Толщина доски не должна превышать 4.5 мм. Для тех, у кого толщина превышает 2.5 мм (объединительная плата больше 3 мм), технические специалисты должны были подтвердить, что нет проблем с обработкой, сборкой и оборудованием печатной платы, а толщина платы PC-карты составляет 1.6 мм.

6. Если отношение толщины к диаметру переходного отверстия больше 10: 1, это подтверждается производителем печатной платы.

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

8. Электропитание и наземная обработка ключевых компонентов соответствуют требованиям.

9. Когда требуется контроль импеданса, параметры настройки слоя соответствуют требованиям.

Six, power module requirements

1. Расположение блока питания гарантирует, что входные и выходные линии гладкие и не пересекаются.

2. Когда одиночная плата подает питание на дополнительную плату, поместите соответствующую схему фильтра рядом с розеткой питания одиночной платы и входом питания дополнительной платы.

Семь, другие требования

1. Компоновка учитывает общую плавность проводки, и основной поток данных является разумным.

2. Отрегулируйте назначение выводов исключения, FPGA, EPLD, драйвера шины и других устройств в соответствии с результатами разводки, чтобы оптимизировать разводку.

3. Планировка учитывает соответствующее увеличение пространства при плотной проводке, чтобы избежать ситуации, когда ее невозможно развести.

4. Если используются специальные материалы, специальные устройства (например, 0.5 мм BGA и т. Д.) И специальные процессы, срок поставки и технологичность полностью учтены и подтверждены производителями печатных плат и технологическим персоналом.

5. Соответствие штырей соединителя косынки подтверждено, чтобы предотвратить изменение направления и ориентации соединителя косынки.

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. После завершения макета персоналу проекта был предоставлен сборочный чертеж 1: 1 для проверки правильности выбора пакета устройства относительно объекта устройства.

9. При открытии окна внутренняя плоскость считается убранной, и установлена ​​подходящая зона запрета подключения.