PCB hệ thống dây điện là rất quan trọng trong toàn bộ thiết kế PCB. Làm thế nào để đạt được hệ thống dây điện nhanh chóng, hiệu quả và làm cho hệ thống dây điện PCB của bạn trông cao ráo là điều đáng để nghiên cứu. Hãy sắp xếp 7 khía cạnh cần chú ý trong hệ thống dây điện PCB, cùng kiểm tra những thiếu sót và điền vào chỗ trống nhé!

1. Xử lý mặt bằng chung của mạch kỹ thuật số và mạch tương tự

Nhiều PCB không còn là mạch đơn chức năng (mạch kỹ thuật số hoặc mạch tương tự), mà được cấu tạo từ hỗn hợp mạch kỹ thuật số và mạch tương tự. Do đó, cần phải xem xét đến nhiễu lẫn nhau giữa chúng khi đấu dây, đặc biệt là nhiễu nhiễu trên dây nối đất. Tần số của mạch kỹ thuật số cao, và độ nhạy của mạch tương tự mạnh. Đối với đường tín hiệu, đường tín hiệu tần số cao phải càng xa thiết bị mạch tương tự càng tốt. Đối với đường dây nối đất, toàn bộ PCB chỉ có một nút với thế giới bên ngoài, do đó, vấn đề về điểm chung kỹ thuật số và tương tự phải được giải quyết bên trong PCB, và mặt đất kỹ thuật số và đất tương tự bên trong bo mạch thực sự được tách biệt và chúng không được kết nối với nhau, mà ở giao diện (chẳng hạn như phích cắm, v.v.) kết nối PCB với thế giới bên ngoài. Có một kết nối ngắn giữa mặt đất kỹ thuật số và mặt đất tương tự. Xin lưu ý rằng chỉ có một điểm kết nối. Cũng có những lý do không phổ biến về PCB, được xác định bởi thiết kế hệ thống.

2. Đường tín hiệu được đặt trên lớp điện (đất)

Trong hệ thống dây bảng in nhiều lớp, do lớp dây tín hiệu chưa được bố trí còn nhiều dây nên việc lắp thêm nhiều lớp sẽ gây lãng phí và tăng khối lượng công việc sản xuất, đồng thời giá thành cũng tăng theo. Để giải quyết mâu thuẫn này, bạn có thể xem xét đi dây trên lớp điện (đất). Lớp nguồn nên được xem xét đầu tiên và lớp nền thứ hai. Vì tốt nhất nên bảo toàn tính nguyên vẹn của đội hình.

3. Xử lý chân nối trong dây dẫn diện tích lớn

Trong nối đất diện tích lớn (điện), chân của các thành phần thông thường được kết nối với nó. Việc xử lý các chân nối cần được xem xét một cách toàn diện. Về hiệu suất điện, tốt hơn là kết nối các miếng đệm của chân linh kiện với bề mặt đồng. Có một số nguy hiểm tiềm ẩn không mong muốn trong quá trình hàn và lắp ráp các bộ phận, chẳng hạn như: ① Quá trình hàn cần lò sưởi công suất lớn. ② Dễ gây ra hiện tượng hàn ảo các mối nối. Do đó, cả yêu cầu về hiệu suất điện và quy trình đều được chế tạo thành các tấm lót có hoa văn chéo, được gọi là tấm chắn nhiệt, thường được gọi là tấm tản nhiệt (Thermal), để các mối hàn ảo có thể được tạo ra do nhiệt tiết diện quá lớn trong quá trình hàn. Tình dục giảm đi rất nhiều. Việc xử lý chân nguồn (nối đất) của bảng đa lớp cũng giống như vậy.

4. Vai trò của hệ thống mạng trong hệ thống cáp

Trong nhiều hệ thống CAD, hệ thống dây điện được xác định dựa trên hệ thống mạng. Lưới quá dày đặc và đường dẫn đã tăng lên, nhưng bước quá nhỏ và lượng dữ liệu trong trường quá lớn. Điều này chắc chắn sẽ có yêu cầu cao hơn đối với không gian lưu trữ của thiết bị, và cả tốc độ tính toán của các sản phẩm điện tử dựa trên máy tính. Ảnh hưởng to lớn. Một số đường dẫn không hợp lệ, chẳng hạn như những đường dẫn bị chiếm bởi các tấm đệm của chân linh kiện hoặc bởi các lỗ lắp và lỗ cố định. Lưới quá thưa và quá ít kênh có ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ phân phối. Vì vậy phải có một hệ thống lưới hợp lý để hỗ trợ việc đi dây. Khoảng cách giữa các chân của các thành phần tiêu chuẩn là 0.1 inch (2.54 mm), do đó, cơ sở của hệ thống lưới thường được đặt thành 0.1 inch (2.54 mm) hoặc bội số tích phân nhỏ hơn 0.1 inch, chẳng hạn như: 0.05 inch, 0.025 inch, 0.02 inch, v.v.

5. Xử lý nguồn điện và dây nối đất

Ngay cả khi hệ thống dây điện trong toàn bộ bảng mạch PCB được hoàn thiện rất tốt, thì nhiễu do việc cân nhắc nguồn điện và dây nối đất không đúng cách sẽ làm giảm hiệu suất của sản phẩm, và đôi khi còn ảnh hưởng đến tỷ lệ thành công của sản phẩm. Do đó, việc đấu dây của bộ nguồn và dây nối đất cần được coi trọng, hạn chế tối đa nhiễu âm do bộ nguồn và dây nối đất tạo ra để đảm bảo chất lượng của sản phẩm. Mọi kỹ sư tham gia thiết kế các sản phẩm điện tử đều hiểu nguyên nhân gây ra tiếng ồn giữa dây nối đất và dây nguồn, và giờ đây, việc triệt tiêu tiếng ồn chỉ được thể hiện: việc cộng thêm tiếng ồn giữa nguồn điện và đất là điều đã biết. dây điện. Tụ sen. Mở rộng chiều rộng của dây nguồn và dây nối đất càng nhiều càng tốt, tốt nhất là dây nối đất rộng hơn dây nguồn, mối quan hệ của chúng là: dây nối đất “dây nguồn” dây tín hiệu, thường chiều rộng dây tín hiệu là: 0.2 ~ 0.3mm, chiều rộng tốt nhất có thể đạt 0.05 ～ 0.07mm, dây nguồn là 1.2 ～ 2.5mm. Đối với PCB của mạch kỹ thuật số, một dây nối đất rộng có thể được sử dụng để tạo thành một vòng lặp, tức là có thể sử dụng lưới nối đất (không thể sử dụng mặt đất của mạch tương tự theo cách này). Một phần lớn lớp đồng được sử dụng làm dây nối đất, không được sử dụng trên bảng in. Nối đất làm dây nối đất ở mọi nơi. Hoặc nó có thể được làm thành một bảng nhiều lớp, và nguồn điện và dây nối đất chiếm một lớp mỗi loại.

6. Kiểm tra quy tắc thiết kế (DRC)

Sau khi thiết kế hệ thống dây điện được hoàn thành, cần phải kiểm tra cẩn thận xem thiết kế hệ thống dây điện có phù hợp với các quy tắc do nhà thiết kế xây dựng hay không, đồng thời cần xác nhận xem các quy tắc thiết lập có đáp ứng yêu cầu của quy trình sản xuất ván in hay không. . Việc kiểm tra tổng quát có các khía cạnh sau: đường và đường, đường Khoảng cách giữa tấm đệm thành phần, đường và lỗ xuyên, tấm đệm thành phần và lỗ xuyên, và qua lỗ và qua lỗ có hợp lý không và có đáp ứng yêu cầu sản xuất hay không. Chiều rộng của đường dây điện và đường dây đất có phù hợp không, và có sự ghép nối chặt chẽ giữa đường dây điện và đường dây đất (trở kháng sóng thấp) không? Có chỗ nào trong PCB mà dây nối đất có thể được mở rộng không? Các biện pháp tốt nhất đã được thực hiện đối với các đường tín hiệu chính, chẳng hạn như độ dài ngắn nhất, đường bảo vệ được thêm vào, và đường đầu vào và đường đầu ra được tách biệt rõ ràng. Có dây nối đất riêng biệt cho mạch tương tự và mạch kỹ thuật số hay không. Liệu đồ họa (chẳng hạn như biểu tượng và chú thích) được thêm vào PCB có gây đoản mạch tín hiệu hay không. Sửa đổi một số hình dạng đường không mong muốn. Có một dây chuyền xử lý trên PCB không? Mặt nạ hàn có đáp ứng yêu cầu của quy trình sản xuất hay không, kích thước mặt nạ hàn có phù hợp không, logo ký tự có được ép trên đệm thiết bị hay không để không ảnh hưởng đến chất lượng của thiết bị điện. Cho dù mép khung ngoài của lớp tiếp đất nguồn trong bảng nhiều lớp có giảm đi không, nếu lá đồng của lớp tiếp đất lộ ra bên ngoài bảng rất dễ gây ra hiện tượng đoản mạch.

7. Qua thiết kế

Via là một trong những thành phần quan trọng của PCB nhiều lớp, và chi phí khoan thường chiếm từ 30% đến 40% chi phí sản xuất PCB. Nói một cách đơn giản, mọi lỗ trên PCB đều có thể được gọi là lỗ thông qua. Từ quan điểm của chức năng, vias có thể được chia thành hai loại: một được sử dụng để kết nối điện giữa các lớp; cái còn lại được sử dụng để cố định hoặc thiết bị định vị. Về quy trình, vias thường được chia thành ba loại, đó là vias mù, vias bị chôn vùi và thông qua vias.

Các lỗ mù nằm trên bề mặt trên và dưới của bảng mạch in và có độ sâu nhất định. Chúng được sử dụng để kết nối đường bề mặt và đường bên dưới bên trong. Chiều sâu của lỗ thường không vượt quá một tỷ lệ nhất định (khẩu độ). Lỗ chôn là lỗ kết nối nằm ở lớp bên trong của bảng mạch in, không mở rộng ra bề mặt của bảng mạch. Hai loại lỗ nói trên nằm ở lớp bên trong của bảng mạch và được hoàn thành bằng quy trình tạo lỗ trước khi cán, và một số lớp bên trong có thể được chồng lên nhau trong quá trình hình thành lỗ thông. Loại thứ ba được gọi là lỗ xuyên, xuyên qua toàn bộ bảng mạch và có thể được sử dụng để kết nối nội bộ hoặc như một lỗ định vị lắp linh kiện. Bởi vì lỗ xuyên qua dễ dàng nhận ra hơn trong quá trình này và chi phí thấp hơn, nó được sử dụng trong hầu hết các bảng mạch in thay vì hai loại lỗ xuyên khác. Các lỗ sau đây, trừ khi có quy định khác, được coi là qua lỗ.

1. Theo quan điểm thiết kế, một lỗ khoan chủ yếu bao gồm hai phần, một là lỗ khoan ở giữa, hai là vùng đệm xung quanh lỗ khoan. Kích thước của hai phần này xác định kích thước của qua. Rõ ràng, trong thiết kế PCB mật độ cao, tốc độ cao, các nhà thiết kế luôn hy vọng rằng lỗ thông qua càng nhỏ càng tốt, để có nhiều không gian đi dây hơn trên bo mạch. Ngoài ra, lỗ qua càng nhỏ, điện dung ký sinh của chính nó. Nó càng nhỏ thì càng phù hợp với các mạch tốc độ cao. Tuy nhiên, việc giảm kích thước lỗ cũng làm tăng chi phí, và kích thước lỗ không thể giảm vô thời hạn. Nó bị hạn chế bởi quy trình công nghệ như khoan và mạ: lỗ càng nhỏ, càng khoan Càng lâu, lỗ càng dễ lệch khỏi vị trí tâm; và khi độ sâu của lỗ vượt quá 6 lần đường kính của lỗ khoan, thì không thể đảm bảo rằng thành lỗ có thể được mạ đồng đồng nhất. Ví dụ, độ dày (qua độ sâu lỗ) của bảng mạch PCB 6 lớp thông thường là khoảng 50 triệu triệu, do đó, đường kính khoan tối thiểu mà các nhà sản xuất PCB có thể cung cấp chỉ có thể đạt 8 triệu.

Thứ hai, bản thân điện dung ký sinh của lỗ thông qua có điện dung ký sinh đối với mặt đất. Nếu biết rằng đường kính của lỗ cách ly trên lớp đất của tấm via là D2, đường kính của tấm lót là D1 và độ dày của tấm PCB là T, Hằng số điện môi của tấm nền là ε, và điện dung ký sinh của via có giá trị xấp xỉ: C = 1.41εTD1 / (D2-D1) Tác dụng chính của điện dung ký sinh của qua đối với đoạn mạch là kéo dài thời gian tăng của tín hiệu và giảm tốc độ của mạch.

3. Cảm kháng ký sinh của vias Tương tự, có điện cảm ký sinh cùng với điện dung ký sinh trong vias. Trong thiết kế mạch kỹ thuật số tốc độ cao, thiệt hại do điện cảm ký sinh của vias thường lớn hơn tác động của điện dung ký sinh. Điện cảm nối tiếp ký sinh của nó sẽ làm suy yếu sự đóng góp của tụ điện bỏ qua và làm suy yếu hiệu quả lọc của toàn bộ hệ thống điện. Chúng ta có thể đơn giản tính toán gần đúng độ tự cảm ký sinh của a qua theo công thức sau: L = 5.08h [ln (4h / d) +1] trong đó L là độ tự cảm của qua, h là độ dài của qua, và d là tâm Đường kính của lỗ. Có thể thấy từ công thức rằng đường kính của qua có ảnh hưởng nhỏ đến độ tự cảm và chiều dài của qua có ảnh hưởng lớn nhất đến độ tự cảm.

4. Thông qua thiết kế trong PCB tốc độ cao. Qua những phân tích trên về đặc điểm ký sinh của vias, chúng ta có thể thấy rằng trong thiết kế PCB tốc độ cao, những vias tưởng chừng như đơn giản lại thường mang lại những tiêu cực lớn cho thiết kế mạch. tác dụng.