Nešto što trebate znati o usmjeravanju PCB-a, rasporedu PCB-a i dizajnu PCB-a

Svi znaju da je shematski dijagram PCB dizajniran u pravi PCB, molim vas da ne podcjenjujete ovaj proces, ima puno stvari po principu izvodljivog u inženjeringu koje je teško postići, ili neki proizvođači PCB-a mogu shvatiti a drugi ih ne postižu, tako da nije teško napraviti PCB, ali napraviti dobru PCB ploču nije laka stvar. Dvije glavne poteškoće u oblasti mikroelektronike su obrada signala visoke frekvencije i slabih signala. U tom pogledu, nivo proizvodnje PCB-a je posebno važan. Isti shematski dizajn, iste komponente, različite fabrike PCB-a čine da PCB ima različite rezultate, pa kako napraviti dobru PCB ploču?

Dobili projektni zadatak, prvo moraju očistiti ciljeve dizajna, da li je zajednička PCB ploča, visokofrekventna PCB, PCB sa malim signalom ili postoje i visoke frekvencije i mali signal PCB-a, ako je to uobičajena PCB, sve dok ne razuman raspored i uredan, mehanička veličina tačna, to će biti u redu.

Kada postoji više od 40MHz signalnih linija na ploči, treba uzeti u obzir posebne razloge za ove signalne linije. Ako je frekvencija viša, bit će stroža ograničenja na dužinu traga. Prema teoriji mreže distribuiranih parametara, interakcija između kola velike brzine i njegovih tragova je odlučujući faktor, koji se ne može zanemariti u dizajnu sistema. Sa povećanjem brzine prenosa, opozicija na signalnoj liniji će se odgovarajuće povećati, a preslušavanje između susednih signalnih linija će se povećati u direktnoj proporciji. Općenito, potrošnja energije i rasipanje topline brzih kola su također vrlo velike, tako da treba posvetiti dovoljno pažnje kada se pravi PCB velike brzine.

Kada na ploči postoje milivolti ili čak mikrovolti slabi signali, ovim signalnim linijama je potrebna posebna pažnja. Mali signali su preslabi da bi ih drugi jaki signali lako ometali. Mere zaštite su često neophodne, inače će se odnos signal-šum značajno smanjiti. Tako da je koristan signal prigušen bukom i ne može se efikasno izdvojiti.

Otklanjanje grešaka na ploči takođe treba uzeti u obzir u fazi projektovanja, fizičku lokaciju ispitne tačke, izolaciju ispitne tačke i druge faktore ne možemo zanemariti, jer se neki mali signali i visokofrekventni signali ne mogu direktno dodati na sondu za mjerenje.

Osim toga, treba uzeti u obzir neke druge povezane faktore, kao što je broj slojeva ploče, pakovanje korištenih komponenti i mehanička čvrstoća ploče. Prije nego što napravite PCB ploču, trebate imati jasnu predstavu o dizajnerski ciljevi dizajna.

Kao što znamo, neke posebne komponente imaju posebne zahtjeve za raspored i usmjeravanje, kao što su analogna pojačala koja se koriste u LOTI i APH, koja zahtijevaju glatko napajanje sa niskim talasima. Analogni dio malog signala treba postaviti što dalje od uređaja za napajanje. Na OTI ploči, dio za malo pojačanje signala je posebno opremljen zaštitnim poklopcem za zaštitu od zalutalih elektromagnetnih smetnji. Glink čip koji se koristi na NTOI ploči usvaja ECL proces, koji troši puno energije i stvara mnogo topline. Stoga se posebna pažnja mora posvetiti problemu disipacije topline u rasporedu. Ako se usvoji prirodna disipacija toplote, Glink čip treba postaviti na mesto gde je cirkulacija vazduha relativno glatka, a emitovana toplota ne može imati veliki uticaj na druge čipove. Ako je ploča opremljena zvučnicima ili drugim uređajima velike snage, može doći do ozbiljnog zagađenja napajanja, čemu također treba posvetiti dovoljno pažnje.

Jedan od prvih faktora koji treba uzeti u obzir u dizajnu PCB komponenti su električne performanse. Stvarna veličina (zauzeta površina i visina) komponenti i relativni položaj između komponenti moraju se uzeti u obzir kako bi se osigurale električne performanse ploče i izvodljivost i pogodnost proizvodnje i ugradnje. Usko povezane komponente spojite što je više moguće, posebno za neke brze linije, i učinite to što je moguće kraćim. Odvojite signal napajanja od malih komponenti signala. U pretpostavci zadovoljavanja performansi kola, ali i uzmite u obzir komponente koje su uredno postavljene, lijepe, jednostavne za testiranje, mehaničku veličinu ploče, lokaciju utičnice i tako dalje također treba ozbiljno razmotriti.

Vrijeme kašnjenja prijenosa uzemljenja i interkonekcije u sistemima velike brzine je također prvi faktor koji treba uzeti u obzir u dizajnu sistema. Vrijeme prijenosa na signalnoj liniji ima veliki utjecaj na ukupnu brzinu sistema, posebno za ECL kola velike brzine. Iako je brzina samog bloka integriranog kola vrlo visoka, povećanje vremena kašnjenja zbog upotrebe običnih interkonekcija na ploči (oko 2ns kašnjenja na svakih 30cm dužine linije) može uvelike smanjiti brzinu sistema.

Usmjeravanje PCB-a je najvažniji postupak u cijelom dizajnu PCB-a. Ovo će direktno uticati na performanse PCB ploče. U procesu dizajna PCB-a, usmjeravanje se uglavnom provodi prema sljedećim principima:

(1) Općenito, električne vodove i vodove za uzemljenje treba prvo projektirati kako bi se osigurale električne performanse ploče. U mjeri u kojoj je to moguće, pokušajte proširiti širinu napojne, zemaljske linije, najbolje je biti šire od dalekovoda, njihov odnos je zemlja> dalekovod> signalni vod, obično je širina signalne linije : 0.2 ~ 0.3 mm, minimalna širina do 0.05 ~ 0.07 mm, dalekovod je općenito 1.2 ~ 2.5 mm. PCB za digitalne sklopove može se koristiti sa širokim uzemljenim vodičima za formiranje kola, odnosno za formiranje uzemljene mreže (uzemljenje za analogna kola se ne može koristiti na ovaj način)

(2) Visokofrekventne linije treba da budu postavljene napred, ulaz i izlaz ivice linije treba da izbegavaju susedne paralele, kako ne bi proizvele smetnje refleksije.

(3) Nijedna signalna linija ne treba da formira petlju, ako je neizbežna, petlja treba da bude što manja; otvora signalne linije treba da bude što manje;(4)Ključne linije neka budu kratke i debele i dodaju zaštitu sa obe strane.

(5) Prilikom prijenosa osjetljivog signala i signala šumnog polja preko ravnog kabla, treba koristiti način “zemlja – signal – zemlja”.

(6) Ispitne tačke treba da budu rezervisane za ključne signale kako bi se olakšalo testiranje proizvodnje i održavanja.

(7) Nakon što je rutiranje šeme završeno, rutiranje treba optimizirati; Istovremeno, nakon što je preliminarna inspekcija mreže i DRC inspekcija ispravna, područje neusmjeravanja se popunjava uzemljivom linijom, a velika površina bakra se koristi kao uzemljiva linija. Na štampanoj ploči mesta koja se ne koriste su povezana sa uzemljenjem kao uzemljenje. Ili napravljena da bude višeslojna ploča, napajanje, uzemljenje mjesto na posebnom sloju.

Općenito, širina signalne linije je 0.3 mm (12 mil), širina dalekovoda je 0.77 mm (30 mil) ili 1.27 mm (50 mil); Razmak između staza, između staza i podloga je veći ili jednak 0.33 mm (13 mil). U praktičnoj primeni, prostor treba uzeti u obzir kada to uslovi dozvoljavaju; Kada je gustina staza velika, može se razmotriti (ali nije preporučljivo) korištenje dvije staze između IC pinova, čija je širina 0.254 mm (10 mil), a razmak između njih nije manji od 0.254 mm (10 mil). U posebnim okolnostima, kada su pinovi uređaja gusti, a širina uska, širina linija i razmak između linija mogu se na odgovarajući način smanjiti.

Osnovni zahtjevi za jastučić i prolaz su: prečnik jastučića treba da bude veći od 0.6 mm od prečnika otvora; Na primjer, univerzalni otpornici, kondenzatori i integrirana kola, itd., koristeći jastučić/preko veličine 1.6 mm/0.8 mm (63 mil/32 mil), utičnicu, pin i diodu 1N4007, itd., koristeći 1.8 mm/ 1.0 mm (71 mil/39 mil). U praktičnoj primjeni, treba ga odrediti prema veličini stvarnih komponenti. Ako uslovi dozvoljavaju, veličina jastučića se može na odgovarajući način povećati. Rupe za montažu dizajnirane komponente na PCB ploči trebaju biti oko 0.2 ~ 0.4 mm veće od stvarne veličine pina komponente.

Normalno 1.27 mm/0.7 mm (50 mil/28 mil); Kada je gustina linije velika, veličina otvora može se na odgovarajući način smanjiti, ali ne bi trebala biti premala. 1.0 mm/0.6 mm (40 mil/24 mil) može se uzeti u obzir.

pad i preko: ≥ 0.3 mm (12 mil) pad i pad: ≥ 0.3 mm (12 mil) pad i staza: ≥ 0.3 mm (12 mil) staza i traka : ≥ 0.3 mm (12 mil) kada je broj staza: pad i preko ： ≥ 0.254 mm (10 mil) jastučić i podloga ： ≥ 0.254 mm (10 mil) jastučić i staza: ≥ 0.254 mm (10 mil) staza i staza : ≥ 0.254 mm (10 mil)

Prvo, pod pretpostavkom da je dizajn PCB shematskog dijagrama ispravan, neto provjerite odnos fizičke veze između generirane PCB mrežne datoteke i shematske mrežne datoteke i modificirajte dizajn na vrijeme prema izlaznoj datoteci kako biste osigurali ispravnost odnosa veze rutiranja.

Nakon što je mrežna provjera prošla ispravno, izvršite DRC provjeru dizajna PCB-a i modificirajte dizajn prema izlaznoj datoteci na vrijeme kako biste osigurali električne performanse usmjeravanja PCB-a. Konačno, mehanička instalacijska struktura PCB-a treba dalje provjeriti i potvrditi.

Utjecaj usmjeravanja pod pravim kutom na signal uglavnom se ogleda u tri aspekta: prvo, ugao može biti ekvivalentan kapacitivnom opterećenju na dalekovodu, što usporava vrijeme porasta; drugo, prekid impedanse će uzrokovati refleksiju signal; Treći je EMI koji generiše pravi ugao. Za područje RF dizajna iznad 10 GHz, ovi mali pravi uglovi mogu postati ključni predmet problema velikih brzina.

Diferencijalni signal je kada vozač šalje dva ekvivalentna, invertirana signala, a prijemnik upoređuje razliku između dva napona kako bi utvrdio da li je logičko stanje "0" ili "1". Par linija koje nose diferencijalni signal naziva se diferencijalne linije. U poređenju sa običnim jednostranim usmjeravanjem signala, najočitije prednosti diferencijalnih signala se ogledaju u sljedeća tri aspekta: 1), visoka otpornost na smetnje zbog vrlo dobre sprege između dvije diferencijalne linije kada su prisutne vanjske smetnje šuma. Može se spojiti na obje linije u isto vrijeme, dok je prijemnoj strani stalo samo do razlike između dva signala. Tako može potpuno poništiti uobičajenu vanjsku buku. Na isti način, pošto je polaritet dva signala suprotan, elektromagnetno polje koje zrače može se poništiti. Što je bliža sprega, manje elektromagnetne energije se oslobađa napolje. 3), Precizno vremensko pozicioniranje. Budući da se promjena prekidača diferencijalnog signala nalazi na sjecištu dva signala, za razliku od običnog single-end signala, koji ovisi o visokom i niskom pragu napona za prosuđivanje, na njega manje utiču proces i temperatura i može smanjiti greška u tajmingu. LVDS (low Voltage Differential Signaling), koji je trenutno popularan, odnosi se na ovu tehnologiju diferencijalne signalizacije male amplitude.

Zakrivljeno usmjeravanje je vrsta metode usmjeravanja koja se često koristi u PCB rasporedu. Njegova glavna svrha je prilagođavanje kašnjenja, kako bi se zadovoljili zahtjevi dizajna vremena sistema. Dva najkritičnija parametra su paralelna dužina spajanja (Lp) i prostor spajanja (S). Očigledno, kada se signal prenosi na zakrivljenom rutiranju, sprega između paralelnih segmenata linija će se pojaviti u obliku diferencijalnog moda. Što je S manji, veći je Lp, a stepen sprege je veći. To može dovesti do smanjenja kašnjenja u prijenosu i značajnog smanjenja kvaliteta signala zbog ukrštanja, čiji mehanizam se može uputiti na analizu ukrštanja zajedničkog i diferencijalnog moda.