- 09
- Nov
หลักการในการออกแบบ pcb คืออะไร?
PCB การออกแบบเลย์เอาต์ควรเป็นไปตามหลักการดังต่อไปนี้:
ก) จัดตำแหน่งของส่วนประกอบอย่างเหมาะสมและเพิ่มความหนาแน่นของส่วนประกอบให้มากที่สุดเพื่อลดความยาวของลวด ควบคุม crosstalk และลดขนาดของบอร์ดที่พิมพ์
b) อุปกรณ์ลอจิกที่มีสัญญาณเข้าและออกจากบอร์ดที่พิมพ์ควรวางไว้ใกล้กับขั้วต่อมากที่สุดและจัดตามลำดับความสัมพันธ์ในการเชื่อมต่อวงจรให้มากที่สุด
c) รูปแบบการแบ่งเขต ตามระดับลอจิก เวลาในการแปลงสัญญาณ ความทนทานต่อสัญญาณรบกวน และการเชื่อมต่อลอจิกของส่วนประกอบที่ใช้ มาตรการต่างๆ เช่น การแบ่งพาร์ติชันแบบสัมพันธ์กันหรือการแยกลูปอย่างเข้มงวดถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมสัญญาณรบกวนครอสทอล์คของแหล่งจ่ายไฟ กราวด์ และสัญญาณ
d) ปรับใช้อย่างเท่าเทียมกัน การจัดเรียงส่วนประกอบบนพื้นผิวกระดานทั้งหมดควรเป็นระเบียบเรียบร้อย การกระจายส่วนประกอบความร้อนและความหนาแน่นของสายไฟควรสม่ำเสมอ
จ) ปฏิบัติตามข้อกำหนดการกระจายความร้อน สำหรับการระบายความร้อนด้วยอากาศหรือการเพิ่มฮีตซิงก์ ควรสงวนช่องอากาศหรือพื้นที่เพียงพอสำหรับระบายความร้อน สำหรับการระบายความร้อนด้วยของเหลวควรปฏิบัติตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง
ฉ) ไม่ควรวางส่วนประกอบทางความร้อนไว้รอบๆ ส่วนประกอบที่มีกำลังแรงสูง และควรรักษาระยะห่างที่เพียงพอจากส่วนประกอบอื่นๆ
g) เมื่อต้องการติดตั้งส่วนประกอบที่มีน้ำหนักมาก ควรจัดวางให้ใกล้กับจุดรองรับของแผ่นพิมพ์มากที่สุด
h) ควรเป็นไปตามข้อกำหนดของการติดตั้ง การบำรุงรักษา และการทดสอบส่วนประกอบ
i) ควรพิจารณาปัจจัยหลายประการ เช่น ต้นทุนการออกแบบและการผลิตอย่างละเอียดถี่ถ้วน
กฎการเดินสาย PCB
1. พื้นที่เดินสายไฟ
ควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้เมื่อกำหนดพื้นที่เดินสาย:
ก) จำนวนประเภทของส่วนประกอบที่จะติดตั้งและช่องเดินสายไฟที่จำเป็นในการเชื่อมต่อส่วนประกอบเหล่านี้
ข) ระยะห่างระหว่างรูปแบบการนำไฟฟ้า (รวมถึงชั้นพลังงานและชั้นกราวด์) ของพื้นที่การเดินสายตัวนำที่พิมพ์ออกมาซึ่งไม่สัมผัสกับบริเวณการเดินสายที่พิมพ์ในระหว่างการประมวลผลโครงร่าง โดยทั่วไปแล้วควรไม่น้อยกว่า 1.25 มม. จากกรอบของบอร์ดที่พิมพ์
c) ระยะห่างระหว่างรูปแบบการนำไฟฟ้าของชั้นผิวและร่องนำไม่ควรน้อยกว่า 2.54 มม. ถ้าใช้ร่องรางสำหรับลงกราวด์ ให้ใช้สายกราวด์เป็นโครง
2. กฎการเดินสายไฟ
การเดินสายบอร์ดที่พิมพ์โดยทั่วไปควรปฏิบัติตามกฎต่อไปนี้:
ก) จำนวนชั้นของสายไฟตัวนำที่พิมพ์ออกมาจะถูกกำหนดตามความต้องการ อัตราส่วนช่องสัญญาณที่ใช้สายไฟโดยทั่วไปควรมากกว่า 50%;
ข) ตามเงื่อนไขของกระบวนการและความหนาแน่นของสายไฟ ให้เลือกความกว้างของสายไฟและระยะห่างของลวดอย่างเหมาะสม และพยายามเดินสายที่สม่ำเสมอภายในชั้น และความหนาแน่นของสายไฟของแต่ละชั้นจะใกล้เคียงกัน หากจำเป็น แผ่นรองเสริมที่ใช้งานไม่ได้หรือสายพิมพ์ควร ถูกเพิ่มเข้าไปในพื้นที่ที่ขาดการเดินสาย;
c) ควรวางสายไฟสองชั้นที่อยู่ติดกันในแนวตั้งฉากกันและในแนวทแยงมุมหรือโค้งงอเพื่อลดความจุของกาฝาก
ง) การเดินสายของตัวนำที่พิมพ์ออกมาควรสั้นที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสัญญาณความถี่สูงและสายสัญญาณที่มีความไวสูง สำหรับสายสัญญาณที่สำคัญ เช่น นาฬิกา การเดินสายแบบหน่วงเวลาควรพิจารณาเมื่อจำเป็น
จ) เมื่อแหล่งพลังงานหลายแหล่ง (ชั้น) หรือพื้นดิน (ชั้น) ถูกจัดเรียงในชั้นเดียวกัน ระยะห่างไม่ควรน้อยกว่า 1 มม.
f) สำหรับรูปแบบการนำไฟฟ้าในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีขนาดใหญ่กว่า 5 × 5 มม. 2 ควรเปิดหน้าต่างบางส่วน
g) การออกแบบการแยกความร้อนควรทำระหว่างกราฟิกพื้นที่ขนาดใหญ่ของชั้นจ่ายไฟกับชั้นพื้นดินและแผ่นเชื่อมต่อ ดังแสดงในรูปที่ 10 เพื่อไม่ให้ส่งผลกระทบต่อคุณภาพการเชื่อม
h) ข้อกำหนดพิเศษของวงจรอื่น ๆ ต้องเป็นไปตามระเบียบที่เกี่ยวข้อง
3. ลำดับการเดินสายไฟ
เพื่อให้ได้การเดินสายที่ดีที่สุดของบอร์ดที่พิมพ์ ลำดับการเดินสายควรถูกกำหนดตามความไวของสายสัญญาณต่างๆ ในการครอสทอล์คและข้อกำหนดของความล่าช้าในการส่งสาย สายสัญญาณของการเดินสายลำดับความสำคัญควรสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้สายเชื่อมต่อระหว่างกันสั้นที่สุด โดยทั่วไป การเดินสายไฟควรอยู่ในลำดับต่อไปนี้:
ก) สายสัญญาณอนาล็อกขนาดเล็ก;
b) เส้นสัญญาณและเส้นสัญญาณขนาดเล็กที่ไวต่อสัญญาณรบกวนเป็นพิเศษ;
c) สายสัญญาณนาฬิกาของระบบ
d) สายสัญญาณที่มีความต้องการสูงสำหรับความล่าช้าในการส่งสัญญาณ
จ) สายสัญญาณทั่วไป
f) เส้นศักย์คงที่หรือเส้นเสริมอื่น ๆ