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.

Ta članek najprej uvaja pravila in tehnike načrtovanja postavitve PCB, nato pa razloži, kako načrtovati in pregledati postavitev PCB, od zahtev postavitve DFM, zahtev toplotne zasnove, zahtev celovitosti signala, zahtev EMC, nastavitev slojev in zahtev za razdelitev moči ter napajalni moduli. Zahteve in drugi vidiki bodo podrobno analizirani in sledite uredniku, če želite izvedeti podrobnosti.

Pravila načrtovanja postavitve PCB

1. V normalnih okoliščinah morajo biti vse komponente razporejene na isti površini vezja. Le če so komponente najvišje ravni pregoste, se lahko namestijo nekatere naprave z omejeno višino in nizko proizvodnjo toplote, kot so čip upori, kondenzatorji čipov in kondenzatorji čipov. Na spodnji sloj so nameščeni čip IC itd.

2. V skladu s predpostavko zagotavljanja električne zmogljivosti je treba komponente postaviti na mrežo in jih razporediti vzporedno ali pravokotno drug na drugega, da bodo urejeni in lepi. V normalnih okoliščinah se komponente ne smejo prekrivati; razporeditev komponent naj bo kompaktna, komponente pa naj bodo razporejene po celotni postavitvi. Porazdelitev je enakomerna in gosta.

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

4. Razdalja od roba vezja na splošno ni manjša od 2 mm. Najboljša oblika vezja je pravokotna, razmerje stranic pa je 3:2 ali 4:3. Ko je velikost vezja večja od 200 mm krat 150 mm, upoštevajte, koliko lahko vezje prenese mehansko trdnost.

PCB layout design skills

Pri načrtovanju postavitve tiskanega vezja je treba analizirati enote vezja, načrt postavitve pa mora temeljiti na začetni funkciji. Pri postavitvi vseh komponent vezja je treba upoštevati naslednja načela:

1. Razporedite položaj vsake funkcionalne enote vezja glede na tok tokokroga, tako da je postavitev primerna za kroženje signala in da se signal čim bolj drži v isti smeri [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. Za vezja, ki delujejo pri visokih frekvencah, je treba upoštevati distribucijske parametre med komponentami. V splošnih tokokrogih je treba komponente razporediti čim bolj vzporedno, kar ni le lepo, ampak tudi enostavno za namestitev in enostavno za množično proizvodnjo.

Kako oblikovati in pregledati postavitev PCB

1. DFM requirements for layout

1. Določena je optimalna procesna pot in vse naprave nameščene na ploščo.

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. Položaj stikala za klicanje, naprave za ponastavitev, indikatorske lučke itd. je ustrezen, ročaj krmila pa ne posega v okoliške naprave.

5. Zunanji okvir plošče ima gladek radian 197 mil ali je zasnovan v skladu z risbo strukturne velikosti.

6. Navadne plošče imajo 200 mil procesnih robov; leva in desna stran hrbtne plošče imata robove procesa, večje od 400 mil, zgornja in spodnja stran pa imata robove procesa, večje od 680 mil. Postavitev naprave ni v nasprotju s položajem odpiranja 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. Nagib zatiča naprave, smer naprave, naklon naprave, knjižnica naprav itd., ki so bili obdelani z valovnim spajkanjem, upoštevajo zahteve valovnega spajkanja.

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. Deli za stiskanje imajo več kot 120 mils v razdalji površine komponente in v skoznem območju stiskalnih delov na varilni površini ni naprave.

11. Med visokimi napravami ni kratkih naprav, patch naprave in kratke in majhne vmesne naprave niso nameščene znotraj 5 mm med napravami z višino, večjo od 10 mm.

12. Naprave Polar imajo logotipe polarnega sitotiska. Smeri X in Y iste vrste polariziranih vtičnih komponent sta enaki.

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

14. Na površini, ki vsebuje SMD naprave, so 3 pozicionirni kazalci, ki so postavljeni v obliki črke “L”. Razdalja med središčem kazalca za pozicioniranje in robom plošče je večja od 240 mils.

15. Če morate opraviti obdelavo vkrcanja, se šteje, da postavitev olajša vgradnjo ter obdelavo in montažo PCB.

16. Odrezane robove (nenormalne robove) zapolnite z rezkalnimi utori in luknjami za žigosanje. Luknja za žig je nemetalizirana praznina, običajno s premerom 40 mil in 16 mils od roba.

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

Drugič, zahteve glede toplotne zasnove postavitve

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. Postavitev upošteva razumne in gladke kanale za odvajanje toplote.

4. Elektrolitski kondenzator mora biti pravilno ločen od visoko segrete naprave.

5. Upoštevajte odvajanje toplote visoko zmogljivih naprav in naprav pod vložkom.

Tretjič, zahteve glede celovitosti signala postavitve

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. Visoke in nizke hitrosti, digitalni in analogni so razporejeni ločeno glede na module.

5. Določite topološko strukturo vodila na podlagi rezultatov analize in simulacije ali obstoječih izkušenj, da zagotovite izpolnjevanje sistemskih zahtev.

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.

Četrti, EMC zahteve

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. Da bi se izognili elektromagnetnim motnjam med napravo na varilni površini enojne plošče in sosednjo enojno ploščo, na varilno površino enojne plošče ne smete postavljati občutljivih naprav in naprav z močnim sevanjem.

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. Zaščitno vezje je nameščeno blizu vmesniškega vezja, po principu najprej zaščite in nato filtriranja.

5. Razdalja od zaščitnega telesa in zaščitne lupine do zaščitnega telesa in zaščitnega pokrova je več kot 500 mils za naprave z visoko oddajno močjo ali posebej občutljive (kot so kristalni oscilatorji, kristali itd.).

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. Če sta dve signalni plasti neposredno sosednji drug drugemu, je treba določiti pravila navpičnega ožičenja.

2. Glavni napajalni sloj je čim bolj blizu ustreznega ozemljitvenega sloja, napajalni sloj pa izpolnjuje pravilo 20H.

3. Each wiring layer has a complete reference plane.

4. Večslojne plošče so laminirane in jedrni material (CORE) je simetričen, da se prepreči upogibanje, ki nastane zaradi neenakomerne porazdelitve gostote bakrene lupine in asimetrične debeline medija.

5. Debelina plošče ne sme presegati 4.5 mm. Za tiste z debelino večjo od 2.5 mm (zadnja plošča večja od 3 mm), bi morali tehniki potrditi, da ni težav s obdelavo, sestavljanjem in opremo PCB, debelina plošče PC kartice pa je 1.6 mm.

6. Če je razmerje med debelino in premerom prehoda večje od 10:1, bo to potrdil proizvajalec PCB.

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

8. Moč in zemeljska obdelava ključnih komponent izpolnjujeta zahteve.

9. Ko je potreben nadzor impedance, parametri nastavitve plasti ustrezajo zahtevam.

Six, power module requirements

1. Postavitev napajalnega dela zagotavlja, da so vhodne in izhodne linije gladke in se ne križajo.

2. Ko enojna plošča napaja podploščo, postavite ustrezno filtrirno vezje v bližino napajalne vtičnice enojne plošče in vtičnice za napajanje podplošča.

Sedem, druge zahteve

1. Postavitev upošteva splošno gladkost ožičenja, glavni pretok podatkov pa je razumen.

2. Prilagodite dodelitve pinov za izključitev, FPGA, EPLD, gonilnik vodila in druge naprave glede na rezultate postavitve, da optimizirate postavitev.

3. Postavitev upošteva ustrezno povečanje prostora pri gostih napeljavah, da se izognemo situaciji, da je ni mogoče napeljati.

4. Če so sprejeti posebni materiali, posebne naprave (kot je 0.5 mmBGA itd.) in posebni postopki, so bili dobavni rok in obdelovalnost v celoti upoštevani in potrjeni s strani proizvajalcev PCB in procesnega osebja.

5. Ustrezen zatič konektorja za vtičnice je bil potrjen, da se prepreči obrnjena smer in orientacija konektorja vložka.

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. Ko je postavitev končana, je bila projektnemu osebju zagotovljena risba sklopa 1:1, da preveri, ali je izbira paketa naprave pravilna glede na entiteto naprave.

9. Pri odpiranju okna se šteje, da je notranja ravnina umaknjena in je nastavljeno ustrezno območje prepovedi ožičenja.