PCB-Technologie - Wie man die Leiterplatte sehr gut macht

Eine Leiterplatte zu machen, bedeutet, einen gut gestalteten Leiterplattenschema in ein echtes Leiterplatte. Bitte unterschätzen Sie diesen Prozess nicht. Es gibt viele Dinge, die im Prinzip funktionieren, aber im Engineering schwer zu erreichen sind, Manche Menschen können das Gleiche nicht erkennen., so ist es nicht schwierig, eine Leiterplatte zu machen, aber es ist nicht einfach, eine Leiterplatte gut zu machen.

Die beiden größten Schwierigkeiten im Bereich der Mikroelektronik sind die Verarbeitung von hochfrequenten und schwachen Signalen. In dieser Hinsicht ist das Niveau der Leiterplattenproduktion besonders wichtig. Das gleiche Prinzip Design, die gleichen Komponenten und Leiterplatten, die von verschiedenen Menschen hergestellt werden, haben unterschiedliche Ergebnisse., Wie können wir also eine gute Leiterplatte herstellen? Auf der Grundlage unserer bisherigen Erfahrungen möchte ich über meine Ansichten zu folgenden Aspekten sprechen:

1. Machen Sie klare Designziele

Wenn wir eine Designaufgabe erhalten, müssen wir zuerst seine Designziele klären, ob es sich um eine gewöhnliche Leiterplatte, eine Hochfrequenz-Leiterplatte, eine kleine Signalverarbeitungs-Leiterplatte oder eine Leiterplatte mit Hochfrequenz- und Kleinsignalverarbeitung handelt. Wenn es sich um eine gewöhnliche Leiterplatte handelt, solange das Layout und die Verkabelung vernünftig und ordentlich sind und die mechanischen Abmessungen genau sind, wenn es mittlere Lastleitungen und lange Leitungen gibt, müssen bestimmte Maßnahmen verwendet werden, um die Last zu reduzieren, und die lange Leitung muss verstärkt werden, um zu fahren, und der Fokus liegt darauf, lange Leitungsreflexionen zu verhindern.

Wenn Signalleitungen über 40MHz auf der Platine liegen, Besondere Überlegungen zu diesen Signalleitungen sind zu beachten, wie Übersprechen zwischen Zeilen. Wenn die Frequenz höher ist, Es gibt eine strengere Grenze für die Länge der Verkabelung. Nach der Netzwerktheorie der verteilten Parameter, Das Zusammenspiel zwischen Hochgeschwindigkeitsschaltung und Verdrahtung ist ein entscheidender Faktor und kann bei der Anlagenauslegung nicht ignoriert werden. Wenn die Gate-Übertragungsgeschwindigkeit steigt, der Widerstand auf den Signalleitungen wird entsprechend zunehmen, und das Übersprechen zwischen benachbarten Signalleitungen wird proportional zunehmen. Allgemein, Der Energieverbrauch und die Wärmeableitung von Hochgeschwindigkeitsstrecken sind ebenfalls sehr groß, so Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten werden gemacht. Es sollte genügend Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Wenn auf der Platine schwache Signale auf Millivolt- oder sogar Mikrovolt-Niveau vorhanden sind, benötigen diese Signalleitungen besondere Aufmerksamkeit. Kleine Signale sind zu schwach und sehr anfällig für Störungen durch andere starke Signale. Abschirmungsmaßnahmen sind oft notwendig, da sie sonst das Signal-Rausch-Verhältnis erheblich reduzieren. Dadurch wird das nützliche Signal von Rauschen untertaucht und kann nicht effektiv extrahiert werden.

Die Inbetriebnahme der Platine sollte auch in der Designphase berücksichtigt werden. Die physikalische Lage des Prüfpunktes, die Isolierung des Prüfpunktes und andere Faktoren können nicht ignoriert werden, da einige kleine Signale und Hochfrequenzsignale nicht direkt zur Messung der Sonde hinzugefügt werden können.

Darüber hinaus sollten andere relevante Faktoren berücksichtigt werden, wie die Anzahl der Schichten der Platte, die Packungsform der verwendeten Komponenten und die mechanische Festigkeit der Platte. Bevor Sie eine Leiterplatte herstellen, müssen Sie eine gute Vorstellung von den Designzielen für das Design haben.

2. Verstehen Sie die Anforderungen an Layout und Routing der Funktionen der verwendeten Komponenten

Wir wissen, dass einige spezielle Komponenten besondere Anforderungen an Layout und Routing haben, wie der analoge Signalverstärker von LOTI und APH. Der analoge Signalverstärker benötigt eine stabile Stromversorgung und kleine Ripple. Halten Sie den analogen kleinen Signalteil so weit wie möglich vom Stromgerät entfernt. Auf der OTI-Platine ist der kleine Signalverstärker auch speziell mit einer Abschirmabdeckung ausgestattet, um die streunenden elektromagnetischen Störungen abzuschirmen. Der GLINK-Chip auf dem NTOI-Board verwendet ECL-Technologie, die viel Strom verbraucht und Wärme erzeugt. Besonderes Augenmerk muss auf das Problem der Wärmeableitung im Layout gelegt werden. Bei natürlicher Wärmeableitung muss der GLINK-Chip an einem Ort mit relativ gleichmäßiger Luftzirkulation platziert werden., Und die abgestrahlte Wärme kann keinen großen Einfluss auf andere Chips haben. Wenn die Platine mit Lautsprechern oder anderen Hochleistungsgeräten ausgestattet ist, kann dies zu einer ernsthaften Verschmutzung der Stromversorgung führen. Auch diesem Punkt sollte genügend Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Drittens, die Berücksichtigung des Bauteillayouts

Der erste Faktor, der bei der Auslegung von Komponenten berücksichtigt werden muss, ist die elektrische Leistung. Stellen Sie eng miteinander verbundene Komponenten so weit wie möglich zusammen, insbesondere für einige Hochgeschwindigkeitsleitungen, machen Sie sie bei der Auslegung von Leistungssignalen und kleinen Signalgeräten so kurz wie möglich. Um getrennt zu werden. Unter der Voraussetzung, die Schaltungsleistung zu erfüllen, müssen die Komponenten sauber und schön platziert und einfach zu testen sein. Auch die mechanische Größe der Platine und die Lage der Buchse müssen sorgfältig berücksichtigt werden.

Die Erdung und die Übertragungsverzögerungszeit auf der Verbindungsleitung im Hochgeschwindigkeitsnetz sind ebenfalls die ersten Faktoren, die bei der Systemauslegung berücksichtigt werden müssen. Die Übertragungszeit auf der Signalleitung hat einen großen Einfluss auf die Gesamtsystemgeschwindigkeit, insbesondere bei Hochgeschwindigkeits-ECL-Schaltungen. Obwohl der integrierte Schaltungsblock selbst sehr schnell ist, ist es auf die Verwendung gewöhnlicher Verbindungsleitungen auf der Backplane zurückzuführen (die Länge jeder 30cm Linie ist ungefähr Die Verzögerungsmenge von 2ns) erhöht die Verzögerungszeit, die die Systemgeschwindigkeit erheblich reduzieren kann. Synchrone Arbeitsteile wie Schichtregister und Synchronzähler werden am besten auf derselben Steckplatine platziert, da die Uhren auf verschiedenen Steckplatinen Die Signalübertragungsverzögerungszeit ist nicht gleich, was dazu führen kann, dass das Schaltregister einen großen Fehler verursacht. Wenn es nicht auf einer Platine platziert werden kann, muss die Länge der Taktleitung von der gemeinsamen Taktquelle zu jeder Steckplatine gleich sein, wo Synchronisation der Schlüssel ist.

Viertens, die Erwägung der Verdrahtung

Mit dem Abschluss des Designs von OTNI und dem Stern-Glasfasernetz, wird es mehr Boards mit Hochgeschwindigkeitssignalleitungen über 100MHz geben, die in Zukunft entworfen werden müssen. Einige Grundkonzepte von Hochgeschwindigkeitsstrecken werden hier vorgestellt.

Übertragungsleitung:

Jeder "lange" Signalweg auf der gedruckten Leiterplatte kann als ein PCB-Übertragung Linie. Wenn die Übertragungsverzögerungszeit der Leitung viel kürzer als die Signalerhöhungszeit ist, Die Hauptreflexionen, die während der Signalanstiegsperiode erzeugt werden, werden untertaucht. Überschreitung, Rückstoß und Klingeln sind nicht mehr vorhanden. Für die meisten aktuellen MOS-Schaltungen, da das Verhältnis von Anstiegszeit zu Leitungsverzögerungszeit viel größer ist, Die Spur kann so lang sein wie Meter ohne Signalverzerrung. Für schnellere Logikschaltungen, besonders ultraschnelle ECL.

Bei integrierten Schaltungen muss aufgrund der Erhöhung der Kantengeschwindigkeit, wenn keine anderen Maßnahmen ergriffen werden, die Länge der Leiterbahn erheblich verkürzt werden, um die Integrität des Signals zu erhalten.