Ako navrhnúť prvky zobrazenia 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.

Tento článok najprv predstavuje pravidlá a techniky návrhu rozloženia PCB a potom vysvetľuje, ako navrhnúť a skontrolovať rozloženie dosky plošných spojov, od požiadaviek DFM rozloženia, požiadaviek na tepelný dizajn, požiadaviek na integritu signálu, požiadaviek na EMC, nastavenia vrstiev a požiadavky na rozdelenie uzemnenia napájania a výkonové moduly. Požiadavky a ďalšie aspekty budú podrobne analyzované a sledujte editora, aby ste zistili podrobnosti.

Pravidlá návrhu rozloženia PCB

1. Za normálnych okolností by mali byť všetky komponenty umiestnené na rovnakom povrchu dosky plošných spojov. Iba ak sú komponenty najvyššej úrovne príliš husté, môžu byť nainštalované niektoré zariadenia s obmedzenou výškou a nízkou tvorbou tepla, ako sú čipové rezistory, čipové kondenzátory a čipové kondenzátory. Na spodnej vrstve sú umiestnené čipové IC atď.

2. Za predpokladu zabezpečenia elektrického výkonu by komponenty mali byť umiestnené na mriežke a usporiadané paralelne alebo kolmo na seba, aby boli elegantné a krásne. Za normálnych okolností sa komponenty nesmú prekrývať; usporiadanie komponentov by malo byť kompaktné a komponenty by mali byť usporiadané na celom rozložení. Distribúcia je rovnomerná a hustá.

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

4. Vzdialenosť od okraja dosky plošných spojov nie je vo všeobecnosti menšia ako 2 mm. Najlepší tvar dosky plošných spojov je obdĺžnikový a pomer strán je 3:2 alebo 4:3. Keď je veľkosť dosky plošných spojov väčšia ako 200 mm x 150 mm, zvážte, čo môže doska s plošnými spojmi odolať mechanickej pevnosti.

PCB layout design skills

Pri návrhu rozloženia dosky plošných spojov by sa mali analyzovať jednotky dosky plošných spojov a návrh rozloženia by mal vychádzať zo štartovacej funkcie. Pri usporiadaní všetkých komponentov obvodu by sa mali dodržiavať tieto zásady:

1. Usporiadajte polohu každej jednotky funkčného obvodu podľa toku obvodu tak, aby bolo usporiadanie vhodné pre cirkuláciu signálu a aby sa signál čo najviac držal v rovnakom smere [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. Pre obvody pracujúce pri vysokých frekvenciách je potrebné zvážiť distribučné parametre medzi komponentmi. Vo všeobecných obvodoch by mali byť komponenty usporiadané čo najviac paralelne, čo je nielen krásne, ale aj jednoduché na inštaláciu a sériovú výrobu.

Ako navrhnúť a skontrolovať rozloženie PCB

1. DFM requirements for layout

1. Bola určená optimálna cesta procesu a všetky zariadenia boli umiestnené na doske.

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. Poloha otočného prepínača, resetovacieho zariadenia, kontrolky atď. je vhodná a rukoväť neruší okolité zariadenia.

5. Vonkajší rám dosky má hladký radián 197mil, alebo je navrhnutý podľa výkresu konštrukčnej veľkosti.

6. Bežné dosky majú 200mil procesné hrany; ľavá a pravá strana základnej dosky má procesné hrany väčšie ako 400 mil a horná a spodná strana majú procesné hrany väčšie ako 680 mil. Umiestnenie zariadenia nie je v rozpore s polohou otvárania 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. Rozteč kolíkov zariadenia, smer zariadenia, rozstup zariadenia, knižnica zariadení atď., ktoré boli spracované vlnovým spájkovaním, zohľadňujú požiadavky vlnového spájkovania.

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. Lisovacie diely majú viac ako 120 mil v povrchovej vzdialenosti komponentu a v priechodnej oblasti lisovacích dielov na zváracom povrchu nie je žiadne zariadenie.

11. Medzi vysokými zariadeniami nie sú žiadne krátke zariadenia a medzi zariadeniami s výškou väčšou ako 5 mm nie sú umiestnené žiadne prepojovacie zariadenia a krátke a malé vložené zariadenia sú umiestnené do 10 mm.

12. Zariadenia Polar majú sieťotlačové logá s polaritou. Smery X a Y rovnakého typu polarizovaných zásuvných komponentov sú rovnaké.

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

14. Na povrchu sú 3 polohovacie kurzory obsahujúce SMD zariadenia, ktoré sú umiestnené v tvare „L“. Vzdialenosť medzi stredom polohovacieho kurzora a okrajom dosky je väčšia ako 240 mil.

15. Ak potrebujete vykonať spracovanie dosky, rozloženie sa považuje za uľahčenie nasadenia a spracovania a montáže dosky plošných spojov.

16. Odštiepené hrany (abnormálne hrany) vyplňte pomocou frézovacích drážok a otvorov pre pečiatky. Otvor pre razidlo je nemetalizovaná dutina, zvyčajne s priemerom 40 mil a 16 mil od okraja.

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

Po druhé, požiadavky na tepelný dizajn rozloženia

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. Usporiadanie zohľadňuje rozumné a hladké kanály na odvádzanie tepla.

4. Elektrolytický kondenzátor by mal byť správne oddelený od vysokoteplotného zariadenia.

5. Zvážte odvod tepla vysokovýkonných zariadení a zariadení pod klinom.

Po tretie, požiadavky na integritu signálu rozloženia

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. Vysokorýchlostné a nízkorýchlostné, digitálne a analógové sú usporiadané oddelene podľa modulov.

5. Určite topologickú štruktúru zbernice na základe výsledkov analýzy a simulácie alebo existujúcich skúseností, aby ste zabezpečili splnenie systémových požiadaviek.

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 štvrté, EMC požiadavky

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 sa predišlo elektromagnetickému rušeniu medzi zariadením na zváracom povrchu jednej dosky a susednej samostatnej dosky, na zváracom povrchu jednej dosky by sa nemali umiestňovať žiadne citlivé zariadenia a zariadenia so silným vyžarovaním.

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. Ochranný obvod je umiestnený v blízkosti obvodu rozhrania podľa princípu prvej ochrany a potom filtrovania.

5. Vzdialenosť od tieniaceho telesa a tieniaceho plášťa k tieniacemu telu a plášťu tieniaceho krytu je viac ako 500 mil pre zariadenia s vysokým vysielacím výkonom alebo obzvlášť citlivé (ako sú kryštálové oscilátory, kryštály atď.).

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. Keď sú dve signálové vrstvy priamo vedľa seba, musia byť definované pravidlá vertikálneho zapojenia.

2. Hlavná výkonová vrstva čo najviac prilieha k zodpovedajúcej základnej vrstve a výkonová vrstva spĺňa pravidlo 20H.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Viacvrstvové dosky sú laminované a materiál jadra (CORE) je symetrický, aby sa zabránilo skrúteniu spôsobenému nerovnomerným rozložením hustoty medeného plášťa a asymetrickou hrúbkou média.

5. Hrúbka dosky by nemala presiahnuť 4.5 mm. V prípade zariadení s hrúbkou väčšou ako 2.5 mm (základná doska väčšia ako 3 mm) mali technici potvrdiť, že so spracovaním, montážou a vybavením PCB nie je žiadny problém a hrúbka dosky PCB je 1.6 mm.

6. Keď je pomer hrúbky k priemeru priechodky väčší ako 10:1, potvrdí to výrobca PCB.

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

8. Výkon a pozemné spracovanie kľúčových komponentov spĺňa požiadavky.

9. Keď sa vyžaduje riadenie impedancie, parametre nastavenia vrstvy spĺňajú požiadavky.

Šesť, požiadavky na napájací modul

1. Usporiadanie napájacej časti zabezpečuje, že vstupné a výstupné vedenia sú plynulé a nekrížia sa.

2. Keď samostatná doska napája pomocnú dosku, umiestnite zodpovedajúci filtračný obvod do blízkosti napájacej zásuvky samostatnej dosky a napájacieho vstupu pomocnej dosky.

Sedem, ďalšie požiadavky

1. Rozloženie zohľadňuje celkovú plynulosť kabeláže a hlavný tok dát je primeraný.

2. Upravte priradenie pinov vylúčenia, FPGA, EPLD, ovládača zbernice a ďalších zariadení podľa výsledkov rozloženia, aby ste optimalizovali rozloženie.

3. Dispozičné riešenie zohľadňuje vhodné zväčšenie priestoru pri hustej elektroinštalácii, aby sa predišlo situácii, že ju nemožno viesť.

4. Ak sa prijmú špeciálne materiály, špeciálne zariadenia (napríklad 0.5 mmBGA atď.) a špeciálne procesy, dodacia lehota a spracovateľnosť boli plne zvážené a potvrdené výrobcami PCB a procesným personálom.

5. Bol potvrdený vzťah zodpovedajúci kolíkom klinového konektora, aby sa zabránilo obráteniu smeru a orientácie klinového konektora.

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 dokončení rozloženia bol pracovníkom projektu poskytnutý montážny výkres 1:1, aby skontrolovali, či je výber balíka zariadenia správny vzhľadom na entitu zariadenia.

9. Pri otvorení okna bola vnútorná rovina považovaná za stiahnutú a bola nastavená vhodná oblasť zákazu vedenia.