PCBA-Technologie - 6 grundlegende PCB-Designprinzipien

1. Layout

Betrachten Sie zuerst die Leiterplattengröße. Wenn die Leiterplattengröße zu groß ist, werden die gedruckten Linien lang sein, die Impedanz steigt, die Rauschfestigkeit sinkt und die Kosten steigen ebenfalls; Wenn die Leiterplattengröße zu klein ist, wird die Wärmeableitung nicht gut sein, und benachbarte Leitungen werden leicht gestört. Nach der Bestimmung der Leiterplattengröße bestimmen Sie den Standort der speziellen Komponenten. Schließlich sind gemäß den Funktionseinheiten der Schaltung alle Komponenten der Schaltung angeordnet.

Bei der Bestimmung der Lage spezieller Komponenten sollten folgende Grundsätze beachtet werden:

(1) Verkürzen Sie die Verkabelung zwischen Hochfrequenzkomponenten so weit wie möglich, versuchen Sie, ihre Verteilungsparameter und gegenseitige elektromagnetische Störungen zu reduzieren. Störanfällige Komponenten sollten nicht zu nah beieinander liegen, Eingangs- und Ausgangskomponenten sollten so weit wie möglich entfernt gehalten werden.

(2) Es kann einen hohen Potentialunterschied zwischen einigen Komponenten oder Drähten geben, und der Abstand zwischen ihnen sollte erhöht werden, um versehentliche Kurzschlüsse zu vermeiden, die durch Entladung verursacht werden. Die Bauteile mit Hochspannung sollten so weit wie möglich an Stellen angeordnet werden, die beim Debuggen von Hand nicht leicht erreichbar sind.

(3) Die Position, die durch das Positionierloch der Leiterplatte und die feste Halterung eingenommen wird, sollte reserviert werden.

Entsprechend der Funktionseinheit der Schaltung. Bei der Auslegung aller Komponenten der Schaltung müssen die folgenden Grundsätze erfüllt werden:

(1) Ordnen Sie die Position jeder funktionalen Schaltungseinheit entsprechend dem Schaltungsfluss an, so dass das Layout für die Signalzirkulation bequem ist, und das Signal in der gleichen Richtung wie möglich gehalten wird.

(2) Nehmen Sie die Kernkomponente jeder Funktionsschaltung als Zentrum und legen Sie sie um. Die Komponenten sollten gleichmäßig, sauber und kompakt auf der Leiterplatte angeordnet sein. Minimieren und verkürzen Sie die Leitungen und Verbindungen zwischen den Komponenten.

(3) Bei Schaltungen mit hohen Frequenzen sind die verteilten Parameter zwischen den Bauteilen zu berücksichtigen. Generell sollte die Schaltung möglichst parallel angeordnet werden. Auf diese Weise ist es nicht nur schön, sondern auch einfach zu installieren und zu schweißen. Es ist einfach in Massenproduktion zu produzieren.

(4) Die components located at the edge of the Leiterplatte sind in der Regel nicht weniger als 2mm vom Rand des Leiterplatte. Die beste Form der Leiterplatte ist rechteckig. Das Seitenverhältnis beträgt 3:2 bis 4:3. Wenn die Größe der Leiterplatte ist größer als 200x150mm, die mechanische Festigkeit der Leiterplatte sollte berücksichtigt werden.

2. Verkabelung

Die Prinzipien der Verkabelung sind wie folgt:

(1) Die Drähte, die für die Eingangs- und Ausgangsklemmen verwendet werden, sollten versuchen, zu vermeiden, nebeneinander und parallel zu sein. Es ist am besten, Erdungsdrähte zwischen Drähten hinzuzufügen, um Rückkopplung zu vermeiden.

(2) Die Mindestbreite des bedruckten Drahtes wird hauptsächlich durch die Haftfestigkeit zwischen dem Draht und dem isolierenden Substrat und den durch sie fließenden Stromwert bestimmt.

(3) Die Ecken der gedruckten Leiter sind im Allgemeinen bogenförmig, und der rechte Winkel oder der eingeschlossene Winkel beeinflusst die elektrische Leistung in der Hochfrequenzschaltung. Versuchen Sie außerdem, großflächige Kupferfolie zu vermeiden, da sich die Kupferfolie sonst ausdehnt und bei längerer Erwärmung abfällt. Wenn eine großflächige Kupferfolie benötigt wird, ist es am besten, eine Gitterform zu verwenden. Dies hilft, das flüchtige Gas zu beseitigen, das durch die Erwärmung des Klebstoffs zwischen der Kupferfolie und dem Substrat entsteht.

3. Pad

Das Mittelloch des Pads (Inline-Gerät) ist etwas größer als der Durchmesser der Geräteleitung. Wenn das Pad zu groß ist, ist es leicht, ein falsches Lot zu bilden. Der Außendurchmesser D des Pads ist im Allgemeinen nicht kleiner als (d+1,2) mm, wobei d der Bleidurchmesser ist. Bei digitalen Schaltungen mit hoher Dichte kann der Mindestdurchmesser des Pads (d+1,0) mm betragen.

Schutzmaßnahmen für Leiterplatten und Schaltkreise:

The anti-jamming design of the Leiterplatte hat eine enge Beziehung zu der spezifischen Schaltung. Hier, Nur einige allgemeine Maßnahmen des PCB Anti-Jamming Designs werden erklärt.

1. Ausführung des Netzkabels

According to the size of the Leiterplatte aktuell, Versuchen Sie, die Breite der Stromleitung zu erhöhen, um den Schleifenwiderstand zu verringern. Zur gleichen Zeit, Machen Sie die Richtung der Stromleitung und der Erdleitung konsistent mit der Richtung der Datenübertragung, das hilft, die Anti-Lärm-Fähigkeit zu verbessern.

2. Losgestaltung

Die Prinzipien der Erdungsdraht-Konstruktion sind:

(1) The digital ground is separated from the analog ground. Wenn es sowohl Logikschaltungen als auch Linearschaltungen auf der Leiterplatte, sie sollten so weit wie möglich getrennt werden. Die Masse der Niederfrequenzschaltung sollte möglichst parallel an einem einzigen Punkt geerdet werden. Wenn die eigentliche Verkabelung schwierig ist, Es kann teilweise in Reihe geschaltet und dann parallel geerdet werden. The Hochfrequenzschaltung sollte an mehreren Punkten in Reihe geerdet sein, Der Erdungskabel sollte kurz und geleast sein, und die gitterartige großflächige Massefolie sollte möglichst um das Hochfrequenzkomponent herum verwendet werden.

(2) Der Erdungsdraht sollte so dick wie möglich sein. Wenn der Erdungskabel eine sehr enge Leitung verwendet, ändert sich das Erdungspotential mit der Änderung des Stroms, was die Geräuschschutzleistung verringert. Daher sollte der Erdungsdraht so verdickt werden, dass er dreimal den zulässigen Strom auf der Leiterplatte durchlaufen kann. Wenn möglich, sollte der Erdungsdraht 2~3mm oder mehr sein.

(3) Der Erdungsdraht bildet eine geschlossene Schleife. Bei Leiterplatten, die nur aus digitalen Schaltungen bestehen, sind die meisten ihrer Erdungskreisläufe in Schleifen angeordnet, um die Rauschfestigkeit zu verbessern.

4. Konfiguration des Entkopplungskondensators

Eine der herkömmlichen Methoden des PCB-Designs besteht darin, geeignete Entkopplungskondensatoren auf jedem Schlüsselteil der Leiterplatte zu konfigurieren. Die allgemeinen Konfigurationsprinzipien von Entkopplungskondensatoren sind:

(1) Schließen Sie einen Elektrolytkondensator 10~100uf über den Leistungseingang an. Wenn möglich, ist es besser, eine Verbindung mit 100uF oder mehr herzustellen.

(2) Grundsätzlich sollte jeder integrierte Schaltungschip mit einem keramischen Kondensator 0.01uf~0.1uf ausgerüstet werden. Wenn der Abstand der Leiterplatte nicht ausreicht, kann ein 1~10pF Kondensator für jeden 4~8 Chips angeordnet werden.

(3) Für Geräte mit schwacher Rauschfestigkeit und großen Leistungsänderungen beim Herunterfahren, wie RAM- und ROM-Speichergeräte, sollte ein Entkopplungskondensator direkt zwischen der Stromleitung und der Erdungsleitung des Chips angeschlossen werden.

5. Via Design

Im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design bringen scheinbar einfache Durchkontaktierungen oft große negative Auswirkungen auf das Design der Schaltung. Um die negativen Auswirkungen, die durch die parasitären Effekte von Vias verursacht werden, zu reduzieren, können wir unser Bestes in der Konstruktion tun.

(1) Unter Berücksichtigung der Kosten und der Signalqualität wählen Sie eine angemessene Größe über Größe. Zum Beispiel ist es für das 6-10-Schicht-Speichermodul PCB-Design besser, 10/20mil (gebohrt/pad) Durchgänge zu verwenden. Für einige High-Density Small-Size-Boards können Sie auch versuchen, 8/18mil-Vias zu verwenden. Loch. Unter aktuellen technischen Bedingungen ist es schwierig, kleinere Durchkontaktierungen zu verwenden (wenn die Tiefe des Lochs das 6-fache des Durchmessers des gebohrten Lochs überschreitet, ist es unmöglich, sicherzustellen, dass die Lochwand gleichmäßig mit Kupfer beschichtet werden kann); Für die Strom- oder Masseverbindungen sollten Sie eine größere Größe verwenden, um die Impedanz zu reduzieren.

(2) Versuchen Sie, die Schichten der Signalspuren auf der Leiterplatte nicht zu ändern, das heißt, versuchen Sie, keine unnötigen Durchkontaktierungen zu verwenden.

(3) Die Pins der Stromversorgung und der Masse sollten in der Nähe gestanzt werden, und die Leitung zwischen dem Durchgang und dem Stift sollte so kurz wie möglich sein

(4) Platzieren Sie einige geerdete Durchkontaktierungen in der Nähe der Durchkontaktierungen der Signalwechselschicht, um die nächste Schleife für das Signal bereitzustellen. Es ist sogar möglich, eine große Anzahl redundanter Masseverbindungen auf der Leiterplatte zu platzieren.

6. Einige Erfahrungen in der Verringerung von Rauschen und elektromagnetischen Störungen

(1) Low-Speed-Chips können anstelle von High-Speed-Chips verwendet werden. Hochgeschwindigkeits-Chips werden an Schlüsselstellen eingesetzt

(2) Ein Widerstand kann in Reihe verwendet werden, um die Sprungrate der oberen und unteren Kanten des Steuerkreises zu reduzieren.

(3) Versuchen Sie, irgendeine Form der Dämpfung für Relais, wie RC Einstellstrom Dämpfung zur Verfügung zu stellen

(4) Verwenden Sie die niedrigste Frequenzuhr, die die Systemanforderungen erfüllt.

(5) Die Uhr sollte so nah wie möglich an dem Gerät sein, das die Uhr verwendet. Die Schale des Quarzkristalloszillators sollte geerdet sein. Der Uhrenbereich sollte mit einem Erdungskabel umkreist werden. Der Uhrdraht sollte so kurz wie möglich sein. Führen Sie keine Drähte unter dem Quarzkristall oder unter geräuschempfindlichen Geräten. Die Takt-, Bus- und Chipauswahlsignale sollten weit von den I/O-Leitungen und Steckern entfernt sein. Die Taktleitung senkrecht zur I/O-Leitung weist weniger Interferenzen auf als die Parallele zur I/O-Leitung.

(6) Lassen Sie die Eingangsklemme der Gate-Schaltung nicht, die nicht verwendet wird. Die positive Eingangsklemme des ungenutzten Operationsverstärker ist geerdet, und die negative Eingangsklemme ist mit der Ausgangsklemme verbunden.