Sáu bản tóm tắt của PCB thiết kế sản xuất

1. Bố cục

Đầu tiên, hãy xem xét kích thước của PCB. Khi kích thước bảng mạch PCB quá lớn, đường in dài, trở kháng tăng, khả năng chống nhiễu giảm và giá thành tăng; Nếu nhỏ quá thì tản nhiệt kém, các đường bên cạnh dễ bị nhiễu. Sau khi xác định kích thước của PCB, hãy xác định vị trí của các thành phần đặc biệt. Cuối cùng, tất cả các thành phần của mạch được sắp xếp theo các đơn vị chức năng của mạch.

Các nguyên tắc sau đây phải được tuân thủ khi xác định vị trí của các phần tử đặc biệt:

(1) Rút ngắn dây nối giữa các thành phần tần số cao càng nhiều càng tốt, và cố gắng giảm các tham số phân phối của chúng và nhiễu điện từ lẫn nhau. Các thành phần dễ bị nhiễu không được quá gần nhau và các thành phần đầu vào và đầu ra phải càng xa càng tốt.

(2) Có thể có sự chênh lệch tiềm năng cao giữa một số thành phần hoặc dây dẫn, do đó, khoảng cách giữa chúng nên được tăng lên để tránh tình trạng ngắn mạch do phóng điện. Các bộ phận có điện áp cao phải được bố trí ở những nơi không dễ chạm vào trong quá trình chạy thử.

(3) Phải dành vị trí mà lỗ định vị của tấm in và giá đỡ cố định chiếm giữ.

Theo đơn vị chức năng của mạch, việc bố trí tất cả các thành phần của mạch phải tuân theo các nguyên tắc sau:

(1) Sắp xếp vị trí của từng khối mạch chức năng theo dòng mạch, bố trí thuận tiện cho dòng tín hiệu và giữ cho tín hiệu theo cùng một hướng càng xa càng tốt.

(2) Lấy các thành phần cốt lõi của mỗi mạch chức năng làm trung tâm và bố trí xung quanh nó. Các thành phần phải được sắp xếp đồng đều, gọn gàng và chắc chắn trên PCB. Các dây dẫn và kết nối giữa các thành phần phải được giảm bớt và rút ngắn càng nhiều càng tốt.

(3) Đối với mạch làm việc ở tần số cao, các thông số phân phối giữa các thành phần cần được xem xét. Đối với mạch điện chung, các linh kiện phải được bố trí song song càng xa càng tốt. Bằng cách này, nó không chỉ đẹp mà còn dễ lắp ráp và hàn, dễ sản xuất hàng loạt.

(4) Các linh kiện nằm ở mép của bảng mạch nói chung cách mép của bảng mạch không nhỏ hơn 2mm. Hình dạng tốt nhất của bảng mạch là hình chữ nhật. Tỷ lệ khung hình là 3: 2 đến 4: 3. Khi kích thước bề mặt của bảng mạch lớn hơn 200x150mm, độ bền cơ học của bảng mạch phải được xem xét.

2. Hệ thống dây điện

Nguyên tắc đi dây như sau:

(1) Các dây dẫn được sử dụng ở các đầu nối đầu vào và đầu ra phải tránh song song liền kề càng xa càng tốt. Tốt hơn là thêm dây nối đất giữa các đường dây để tránh khớp nối phản hồi.

(2) Chiều rộng tối thiểu của ruột dẫn in chủ yếu được xác định bởi cường độ bám dính giữa ruột dẫn và tấm đế cách điện và dòng điện chạy qua chúng.

(3) Sự uốn cong của dây in nói chung là cung tròn, và góc vuông hoặc góc bao gồm sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất điện trong mạch tần số cao. Ngoài ra, cố gắng tránh sử dụng lá đồng có diện tích lớn, nếu không, lá đồng dễ bị giãn nở và rơi ra khi đun trong thời gian dài. Khi phải sử dụng lá đồng với diện tích lớn, tốt nhất nên sử dụng dạng lưới, có lợi cho việc loại bỏ khí bay hơi sinh ra do sự gia nhiệt của chất kết dính giữa lá đồng và đế.

3. Đệm

Lỗ trung tâm của tấm đệm (thiết bị trong dòng) lớn hơn một chút so với đường kính dây dẫn của thiết bị. Nếu miếng đệm quá lớn, rất dễ hình thành mối hàn giả. Đường kính ngoài D của miếng đệm thường không nhỏ hơn (D + 1.2) mm, trong đó D là đường kính lỗ dẫn. Đối với các mạch kỹ thuật số mật độ cao, đường kính tối thiểu của miếng đệm có thể là (D + 1.0) mm.

Các biện pháp chống nhiễu cho PCB và mạch:

Thiết kế chống nhiễu của bảng mạch in có liên quan chặt chẽ đến mạch cụ thể. Ở đây, chỉ mô tả một số biện pháp phổ biến của thiết kế chống nhiễu PCB.

1. Thiết kế dây nguồn

Theo dòng điện của bảng mạch in, cố gắng tăng chiều rộng của đường dây điện và giảm điện trở của vòng lặp. Đồng thời, làm cho hướng của đường dây điện và dây nối đất phù hợp với hướng truyền dữ liệu, giúp tăng cường khả năng chống nhiễu.

2. Thiết kế lô

Các nguyên tắc của thiết kế dây nối đất là:

(1) Kỹ thuật số và tương tự được tách biệt. Nếu có cả mạch logic và mạch tuyến tính trên bảng mạch, chúng phải được tách ra càng xa càng tốt. Nối đất song song một điểm phải được áp dụng cho việc nối đất của mạch tần số thấp càng xa càng tốt. Nếu khó đấu nối dây thực tế, có thể đấu nối tiếp từng phần rồi đấu song song. Nối đất nối tiếp nhiều điểm sẽ được áp dụng cho mạch tần số cao, dây nối đất phải ngắn và được thuê, và lưới như lá nối đất diện tích lớn sẽ được sử dụng xung quanh các thành phần tần số cao càng xa càng tốt.

(2) Dây nối đất phải càng dày càng tốt. Nếu dây nối đất được làm bằng dây khâu, điện thế nối đất thay đổi theo sự thay đổi của dòng điện, do đó hiệu suất chống nhiễu bị giảm. Vì vậy, dây nối đất nên được làm dày để nó có thể vượt qua ba lần dòng điện cho phép trên bảng in. Nếu có thể, dây nối đất phải dài hơn 2 ~ 3mm.

(3) Dây nối đất tạo thành một vòng kín. Đối với bo mạch in chỉ bao gồm mạch kỹ thuật số, mạch nối đất được bố trí thành vòng lặp cụm, có thể cải thiện khả năng chống nhiễu.

4. Cấu hình tụ điện tách

Một trong những phương pháp thiết kế PCB thông thường là định cấu hình các tụ điện tách phù hợp tại mỗi phần quan trọng của PCB. Nguyên tắc cấu hình chung của tụ điện tách là:

(1) Đầu vào nguồn điện được kết nối với tụ điện 10 ~ 100uF. Nếu có thể, tốt hơn là kết nối nhiều hơn 100uF.

(2) Về nguyên tắc, mỗi chip mạch tích hợp phải được trang bị tụ điện chip gốm 0.01uF ~ 0.1uF. Trong trường hợp không đủ khoảng trống trong bảng in, một tụ điện 1 ~ 10PF có thể được bố trí cứ sau 4 ~ 8 chip.

(3) Đối với các thiết bị có khả năng chống nhiễu yếu và thay đổi công suất lớn trong quá trình tắt, chẳng hạn như thiết bị lưu trữ RAM và ROM, các tụ điện tách phải được kết nối trực tiếp giữa đường dây nguồn và dây nối đất của chip.

5. Thông qua thiết kế lỗ

Trong thiết kế PCB tốc độ cao, những vias tưởng chừng đơn giản thường mang lại những tác động tiêu cực lớn đến thiết kế mạch. Để giảm tác dụng phụ do ký sinh trùng của vias gây ra, chúng tôi có thể cố gắng hết sức trong việc thiết kế

(1) Xem xét chi phí và chất lượng tín hiệu, một kích thước thông qua hợp lý được chọn. Ví dụ, đối với thiết kế PCB mô-đun bộ nhớ 6-10 lớp, tốt hơn nên chọn vias 10 / 20MIL (khoan / đệm). Đối với một số bảng kích thước nhỏ mật độ cao, bạn cũng có thể thử sử dụng vias 8/18 triệu. Trong điều kiện kỹ thuật hiện nay, rất khó sử dụng các lỗ xuyên nhỏ hơn (khi độ sâu của lỗ vượt quá 6 lần đường kính khoan thì không thể đảm bảo rằng thành lỗ có thể được mạ đồng đều); Đối với vias của nguồn hoặc mặt đất, kích thước lớn hơn có thể được coi là để giảm trở kháng

(2) Định tuyến tín hiệu trên bảng mạch PCB không được thay đổi các lớp càng xa càng tốt, nghĩa là, các vias không cần thiết sẽ không được sử dụng càng xa càng tốt

(3) Các chân của nguồn điện và mặt đất phải được đục lỗ gần đó. Dây dẫn giữa via và pin càng ngắn thì càng tốt

(4) Đặt một số vias nối đất gần vias của sự thay đổi lớp tín hiệu để cung cấp mạch gần nhất cho tín hiệu. Bạn thậm chí có thể đặt một số lượng lớn vias nối đất dự phòng trên PCB

6. Một số kinh nghiệm giảm nhiễu và nhiễu điện từ

(1) Nếu bạn có thể sử dụng chip tốc độ thấp, bạn không cần chip tốc độ cao. Chip tốc độ cao được sử dụng ở những nơi quan trọng

(2) Một loạt các điện trở có thể được sử dụng để giảm tốc độ nhảy của các cạnh trên và dưới của mạch điều khiển.

(3) Cố gắng cung cấp một số hình thức giảm chấn cho rơ le, v.v., chẳng hạn như giảm chấn dòng cài đặt RC

(4) Sử dụng đồng hồ tần số thấp nhất đáp ứng các yêu cầu của hệ thống.

(5) Đồng hồ phải càng gần thiết bị sử dụng đồng hồ càng tốt. Vỏ của bộ dao động tinh thể thạch anh phải được nối đất. Khu vực đồng hồ phải được bao quanh bởi dây nối đất. Dòng đồng hồ càng ngắn càng tốt. Không được đi dây dưới tinh thể thạch anh và dưới thiết bị nhạy tiếng ồn. Các tín hiệu chọn đồng hồ, bus và chip phải ở xa đường I / O và đầu nối. Giao thoa của đường đồng hồ vuông góc với đường I / O nhỏ hơn giao thoa của đường song song với đường I / O

(6) Đầu vào của mạch cổng chưa sử dụng sẽ không bị treo, đầu vào dương của bộ khuếch đại hoạt động chưa sử dụng phải được nối đất và đầu vào âm phải được nối với đầu ra