У дизайні макет є важливою частиною. Якість результату компонування безпосередньо вплине на ефект електропроводки, тому можна вважати, що розумна розкладка є першим кроком до успішного Друкована 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.

У цій статті спочатку представлені правила та методи розробки макета друкованої плати, а потім пояснюється, як розробити та перевірити компоновку друкованої плати, з урахуванням вимог DFM макета, вимог теплового дизайну, вимог до цілісності сигналу, вимог EMC, налаштувань рівня та вимог до розподілу живлення та силові модулі. Вимоги та інші аспекти будуть детально проаналізовані та слідкуйте за редактором, щоб дізнатися деталі.

Правила проектування компоновки друкованих плат

1. За звичайних обставин усі компоненти повинні бути розташовані на одній поверхні друкованої плати. Лише коли компоненти верхнього рівня занадто щільні, можна встановлювати деякі пристрої з обмеженою висотою та низьким тепловиділенням, наприклад, чип-резистори, мікросхемні конденсатори та мікросхемні конденсатори. На нижньому шарі розміщуються мікросхеми IC тощо.

2. З огляду на забезпечення електричних характеристик, компоненти повинні бути розміщені на сітці та розташовані паралельно або перпендикулярно один одному, щоб бути акуратними та красивими. За звичайних умов компонентам не дозволяється перекривати один одного; розташування компонентів має бути компактним, а компоненти розташовуватися по всій компоновці. Розподіл рівномірний і щільний.

3. Мінімальна відстань між сусідніми схемами землі різних компонентів на друкованій платі має бути вище 1 мм.

4. Відстань від краю друкованої плати, як правило, не менше 2 мм. Найкраща форма друкованої плати — прямокутна, а співвідношення сторін — 3:2 або 4:3. Якщо розмір друкованої плати перевищує 200 мм на 150 мм, подумайте, яку механічну міцність може витримати друкована плата.

Навички проектування компонування друкованих плат

При розробці компоновки друкованої плати слід проаналізувати вузли друкованої плати, а розробка компоновки повинна базуватися на пусковій функції. При розкладці всіх компонентів схеми слід дотримуватися наступних принципів:

1. Розташуйте положення кожного функціонального блоку схеми відповідно до потоку ланцюга так, щоб компонування було зручним для циркуляції сигналу, а сигнал максимально тримався в одному напрямку [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, що працюють на високих частотах, необхідно враховувати параметри розподілу між компонентами. У загальних схемах компоненти слід розташовувати максимально паралельно, що не тільки красиво, але й легко встановлювати та легко виготовляти.

Як спроектувати та перевірити компоновку друкованої плати

1. DFM requirements for layout

1. Визначено оптимальний маршрут процесу, всі пристрої розміщені на платі.

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. Фактичний розмір друкованої плати, розташування пристрою позиціонування тощо узгоджуються з картою елемента структури процесу, а розташування пристрою в області з обмеженими вимогами щодо висоти пристрою відповідає вимогам карти елемента структури.

4. Положення циферблата, пристрою скидання, індикатора тощо є відповідним, а ручка не заважає навколишнім пристроям.

5. Зовнішній каркас плати має гладкий радіан 197mil або розроблений відповідно до креслення розмірів конструкції.

6. Звичайні дошки мають технологічні кромки 200 міліметрів; ліва та права сторони об’єднавчої плати мають краї процесу більше 400 mil, а верхня та нижня сторони мають краї процесу більше 680 mil. Розміщення пристрою не суперечить положенням відкривання вікна.

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. Крок контактів пристрою, напрямок пристрою, крок пристрою, бібліотека пристроїв тощо, які були оброблені хвильовою пайкою, враховують вимоги хвильової пайки.

9. Відстань між компоновкою пристроїв відповідає вимогам до складання: пристрої для поверхневого монтажу мають більше 20 mil, IC більше 80 mil, а BGA більше 200 mil.

10. Обжимні частини мають більше ніж 120 міл на відстані поверхні компонента, і немає пристрою в наскрізній зоні обтискних частин на поверхні зварювання.

11. Немає коротких пристроїв між високими пристроями, а також не розташовуються патч-пристрої та короткі та малі проміжні пристрої в межах 5 мм між пристроями висотою більше 10 мм.

12. Пристрої Polar мають полярні шовкографії. Напрямки X і Y одного типу поляризованих компонентів модуля є однаковими.

13. Усі пристрої чітко позначені, жодні P*, REF тощо не позначені чітко.

14. На поверхні, що містить SMD-пристрої, є 3 курсори позиціонування, які розміщені у формі «L». Відстань між центром курсору позиціонування та краєм плати перевищує 240 міл.

15. Якщо вам потрібно виконати обробку монтажу, макет вважається таким, що полегшує посадку та обробку та складання друкованої плати.

16. Відколоті краї (ненормальні кромки) заповнювати за допомогою фрезерування канавок і штампових отворів. Отвір для штампа являє собою неметалізовану порожнечу, зазвичай діаметром 40 міл і 16 міл від краю.

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

По-друге, теплові вимоги до планування

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. Планування враховує розумні та плавні канали відведення тепла.

4. Електролітичний конденсатор повинен бути належним чином відокремлений від високотемпературного пристрою.

5. Розглянемо тепловіддачу потужних приладів і приладів під ластовицю.

По-третє, вимоги до цілісності сигналу макета

1. Узгодження початку-кінця знаходиться близько до пристрою-відправника, а кінцеве узгодження близько до пристрою-отримувача.

2. Розміщуйте розв’язні конденсатори поблизу відповідних пристроїв

3. Place crystals, crystal oscillators and clock drive chips close to related devices.

4. Швидкісні та низькошвидкісні, цифрові та аналогові розташовуються окремо за модулями.

5. Визначте топологічну структуру шини на основі результатів аналізу та моделювання або наявного досвіду, щоб забезпечити відповідність системним вимогам.

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.

По-четверте, вимоги до ЕМС

1. Індуктивні пристрої, схильні до зв’язку магнітного поля, такі як котушки індуктивності, реле та трансформатори, не слід розміщувати близько один до одного. Коли є кілька котушок індуктивності, напрямок є вертикальним, і вони не з’єднані.

2. Щоб уникнути електромагнітних перешкод між пристроєм на зварювальній поверхні єдиної плати та сусідньою єдиною платою, на зварювальній поверхні єдиної плати не слід розміщувати чутливі пристрої та пристрої сильного випромінювання.

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 захисту розміщується біля інтерфейсної схеми, дотримуючись принципу спочатку захисту, а потім фільтрації.

5. Відстань від екрануючого корпусу та екрануючої оболонки до екрануючого корпусу та оболонки екрануючої кришки становить понад 500 міл для пристроїв з високою потужністю передачі або особливо чутливих (наприклад, кварцевих генераторів, кристалів тощо).

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.

П’ять, вимоги до налаштування шарів, джерела живлення та поділу землі

1. Коли два сигнальні шари безпосередньо примикають один до одного, повинні бути визначені правила вертикального підключення.

2. Основний шар живлення максимально прилягає до відповідного шару землі, а шар живлення відповідає правилу 20H.

3. Кожен шар електропроводки має повну опорну площину.

4. Багатошарові плити ламіновані, а основний матеріал (CORE) є симетричним, щоб запобігти деформації, викликаному нерівномірним розподілом щільності міді та асиметричною товщиною середовища.

5. Товщина дошки не повинна перевищувати 4.5 мм. Для тих, у кого товщина більше 2.5 мм (об’ємна панель більше 3 мм), технічні спеціалісти повинні підтвердити, що немає проблем з обробкою друкованої плати, збиранням та обладнанням, а товщина плати PC Card становить 1.6 мм.

6. Якщо відношення товщини до діаметра отвору перевищує 10:1, це буде підтверджено виробником друкованої плати.

7. Живлення та заземлення оптичного модуля відокремлені від інших джерел живлення та заземлення, щоб зменшити перешкоди.

8. Потужність і наземна обробка ключових компонентів відповідають вимогам.

9. Коли необхідний контроль імпедансу, параметри налаштування шару відповідають вимогам.

По-шосте, вимоги до модуля живлення

1. Компонування частини блоку живлення забезпечує плавність вхідних і вихідних ліній і їх неперехрещення.

2. Коли одна плата подає живлення на підплату, розмістіть відповідну схему фільтра біля розетки живлення однієї плати та входу живлення підплати.

Сім, інші вимоги

1. Розкладка враховує загальну плавність проводки, і основний потік даних є розумним.

2. Налаштуйте призначення контактів виключення, FPGA, EPLD, драйвера шини та інших пристроїв відповідно до результатів компонування, щоб оптимізувати макет.

3. Планування враховує відповідне збільшення простору біля щільної проводки, щоб уникнути ситуації, коли її неможливо прокласти.

4. Якщо використовуються спеціальні матеріали, спеціальні пристрої (наприклад, 0.5 мм BGA тощо) та спеціальні процеси, період доставки та можливість обробки були повністю враховані та підтверджені виробниками друкованих плат і технологічним персоналом.

5. Підтверджено відповідне співвідношення штифтів з’єднувача для вставок, щоб запобігти зміні напрямку та орієнтації з’єднувача вставок.

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. Якщо в комплекті є високошвидкісний оптичний модуль, пріоритетним є розташування схеми приймача оптичного порту.

8. Після завершення макета персоналу проекту було надано збірний креслення у співвідношенні 1:1, щоб перевірити, чи правильний вибір пакета пристрою щодо об’єкта пристрою.

9. При відкриванні вікна внутрішня площина вважалася засунутою, і встановлено відповідну зону заборони електропроводки.