Када побољшате ниво ожичења ПЦБ-а, чинећи ваш дизајн ПЦБ ефикаснијим

Распоред ПЦБ-а је веома важан у целом дизајну ПЦБ-а. Како постићи брзо и ефикасно ожичење и учинити да ваше ПЦБ ожичење изгледа врхунско је вредно проучавања и учења. Издвојили смо 7 аспеката на које треба обратити пажњу у распореду ПЦБ-а. Хајде да проверимо и попунимо празнине!

1. Заједничка обрада уземљења дигиталних кола и аналогних кола

Данас, многи ПЦБ-и више нису појединачна функционална кола (дигитална или аналогна кола), већ су састављена од мешавине дигиталних и аналогних кола. Због тога је потребно узети у обзир међусобне сметње између њих приликом ожичења, посебно сметње буке на линији уземљења. Фреквенција дигиталних кола је висока, а осетљивост аналогних кола је јака. За сигналне линије, високофреквентне сигналне линије треба да буду што даље од осетљивих аналогних уређаја. За уземљене линије, цео ПЦБ има само један чвор према спољашњем свету, тако да се проблем дигиталног и аналогног заједничког уземљења мора решити унутар ПЦБ-а. Међутим, дигитално и аналогно уземљење су заправо одвојене унутар плоче. Они нису повезани једни са другима, већ су само на интерфејсу где се ПЦБ повезује са спољним светом (као што су утикачи, итд.). Дигитално уземљење је мало кратко спојено са аналогним уземљењем, имајте на уму да постоји само једна тачка везе. Такође постоје различита тла на штампаној плочи, што је одређено дизајном система.

2. Сигнални водови се полажу на електрични (уземљени) слој

Приликом повезивања вишеслојних штампаних плоча, на слоју сигналне линије није остало много недовршених линија. Додавање више слојева ће узроковати губитак и повећати оптерећење производње, а сходно томе ће се повећати и трошкови. Да бисте решили ову контрадикцију, можете размотрити ожичење на електричном (земљеном) слоју. Прво треба узети у обзир енергетски слој, а затим слој земље. Пошто је интегритет формације очуван.

3. Третман спојних кракова у проводницима велике површине

Код уземљења велике површине (струја), на њега су спојене ноге најчешће коришћених компоненти. Руковање спојним ногама треба свеобухватно размотрити. У погледу електричних перформанси, боље је да јастучићи ногу компоненти буду у потпуности повезани са бакарном површином, али за Постоје неке скривене опасности у склопу заваривања компоненти, као што су: ① Заваривање захтева грејач велике снаге . ②Лако је изазвати виртуелне лемне спојеве. Стога, узимајући у обзир електричне перформансе и захтеве процеса, направљена је подлога за лемљење у облику крста, која се назива топлотни штит, обично позната као термална подлога (Тхермал). На овај начин се може елиминисати могућност виртуелних лемних спојева услед превеликог одвођења топлоте попречног пресека током заваривања. Секс је знатно смањен. Третман ногу слоја снаге (земље) код вишеслојних плоча је исти.

4. Улога мрежног система у ожичењу

У многим ЦАД системима, ожичење се одређује на основу мрежног система. Ако је мрежа превише густа, иако је број канала повећан, кораци су премали и количина података у пољу слике превелика. Ово ће неминовно имати веће захтеве за простором за складиштење уређаја, а такође ће утицати на брзину рачунара електронских производа рачунара. велики утицај. Неке путање су неважеће, као што су оне које су заузете јастучићима ногу компоненти или заузете отворима за монтирање и монтажним рупама. Превише ретка мрежа и премало канала ће имати велики утицај на брзину рутирања. Према томе, мора постојати разуман систем мреже који подржава ожичење. Растојање између кракова стандардне компоненте је {{0}}.1 инча (2.54 мм), тако да је основа система мреже генерално подешена на 0.1 инча (2.54 мм) или интегрални вишекратник мањи од {{10}}.1 инча, као што су: 0.05 инча, 0.025 инча, 0.02 инча итд.

5. Руковање кабловима за напајање и уземљење

Чак и ако је ожичење у целој ПЦБ плочи добро завршено, сметње узроковане недовољним разматрањем каблова за напајање и уземљење ће погоршати перформансе производа, а понекад чак и утицати на успех производа. Због тога се ожичење каблова за напајање и уземљење мора схватити озбиљно како би се смањила сметња буке коју стварају жице за напајање и уземљење како би се осигурао квалитет производа. Сваки инжењер који се бави пројектовањем електронских производа разуме узрок буке између жице за уземљење и жице за напајање. Сада описујемо само смањено потискивање буке: добро познато је додавање буке између напајања и жице за уземљење. Лотус роот кондензатор. Проширите жице за напајање и уземљење што је више могуће. Жица за уземљење је шира од жице за напајање. Њихов однос је: жица за уземљење > жица за напајање > сигнална жица. Обично је ширина сигналне жице: 0.2~0.3мм, а фина ширина може бити до 0.05~0.07мм. , кабл за напајање је 1,2~2,5 мм. За штампане плоче са дигиталним колима, широке жице за уземљење могу се користити за формирање петље, односно за формирање мреже уземљења (уземљење аналогних кола се не може користити на овај начин). Користите велику површину бакарног слоја за жице за уземљење, а оне неискоришћене на штампаној плочи Сва места су повезана са уземљењем и користе се као жице за уземљење. Или се може направити у вишеслојну плочу, са напајањем и жицама за уземљење које заузимају по један слој.

6. Провера правила дизајна (ДРЦ)

Након што је пројектовање ожичења завршено, потребно је пажљиво проверити да ли је пројекат ожичења у складу са правилима која је поставио пројектант. Такође је потребно потврдити да ли постављена правила задовољавају потребе процеса производње штампаних плоча. Опште инспекције обухватају следеће аспекте: од линије до линије, од линије до линије. Да ли је растојање између компонентних јастучића, линија и пролазних рупа, компонентних јастучића и пролазних рупа и пролазних рупа разумно и да ли испуњава производне захтеве. Да ли су жице за напајање и уземљење одговарајуће ширине и да ли су жице за напајање и уземљење чврсто повезане (ниска импеданса таласа)? Постоји ли неко место у ПЦБ-у где се жица за уземљење може проширити? Да ли су предузете мере за кључне сигналне линије, као што су кратке дужине, заштитне линије и јасно раздвојене улазне и излазне линије? Да ли делови аналогног и дигиталног кола имају независне жице за уземљење? Да ли ће графика (као што су иконе, налепнице) касније додати на ПЦБ изазвати кратке спојеве сигнала. Измените неке незадовољавајуће облике линија. Да ли су на ПЦБ додане процесне линије? Да ли маска за лемљење испуњава захтеве производног процеса, да ли је величина маске за лемљење одговарајућа и да ли је ознака карактера притиснута на плочици уређаја како би се избегло утицај на квалитет електричног склопа. Да ли је ивица спољашњег оквира уземљеног слоја напајања у вишеслојној плочи смањена? Ако је бакарна фолија уземљења извора напајања изложена изван плоче, лако је изазвати кратак спој.

7. Дизајн виа

Виа (виа) је једна од важних компоненти вишеслојне ПЦБ. Трошкови бушења обично чине 30% до 40% трошкова производње ПЦБ плоче. Једноставно речено, свака рупа на ПЦБ-у се може назвати прелазом. Са функционалне тачке гледишта, виас се могу поделити у две категорије: једна се користи за електричне везе између слојева; други се користи за фиксирање или позиционирање уређаја. Из перспективе процеса, посредници су генерално подељени у три категорије, односно слепи пропусници, укопани пропусници и пролазни пролази.

Слепе рупе се налазе на горњој и доњој површини штампаних плоча. Имају одређену дубину и користе се за повезивање површинских и унутрашњих кола испод. Дубина рупа обично не прелази одређени однос (отвор бленде). Закопани спојеви се односе на рупе за повезивање које се налазе на унутрашњем слоју штампане плоче и не протежу се до површине плоче. Горе наведене две врсте рупа налазе се у унутрашњем слоју плоче. Завршавају се поступком формирања кроз рупе пре ламинације. Током процеса формирања рупе, неколико унутрашњих слојева се може преклапати. Трећи тип се назива пролазна рупа, која пролази кроз целу плочу и може се користити за имплементацију унутрашњих међусобних веза или као рупе за монтажу компоненти. Пошто су рупе лаке за имплементацију у технологији и имају ниже трошкове, оне се користе у већини штампаних плоча уместо у друге две рупе. Следећи пролазни отвори се сматрају пролазним отворима осим ако није другачије назначено.

1. Са тачке гледишта дизајна, пролазна рупа се углавном састоји од два дела, један је рупа за бушење у средини, а други је област подлоге око бушотине. Величина ова два дела одређује величину пролаза. Очигледно, када се пројектују ПЦБ-ови велике брзине и велике густине, дизајнери се увек надају да би вијазови требали бити што мањи, тако да се на плочи може оставити више простора за ожичење. Поред тога, што су пропусници мањи, то је мањи њихов сопствени паразитски капацитет. Што је мањи, то је погоднији за кола велике брзине. Међутим, смањење величине отвора такође доводи до повећања трошкова, а величина пролазне рупе не може се смањивати бесконачно. Ограничено је бушењем (бушењем) и галванизацијом (полагањем) и другим процесним технологијама: што је мања рупа, то је теже избушити. Што дуже траје рупа, лакше је одступити од центра; а када дубина рупе прелази 6 пута пречник избушене рупе, нема гаранције да ће зид рупе бити равномерно обложен бакром. На пример, тренутна дебљина (дубина рупе) нормалне 6-слојне ПЦБ плоче је око 50 Мил, тако да пречник бушења који произвођач ПЦБ-а може да обезбеди може да достигне само 8 Мил.

2. Паразитни капацитет пролазне рупе Сама пролазна рупа има паразитну капацитивност према земљи. Ако је познато да је пречник изолационог отвора пролазног отвора на слоју земље Д2, пречник јастучића пролазног отвора је Д1, а дебљина ПЦБ плоче је Т, диелектрична константа подлоге плоче је ε, онда је величина паразитне капацитивности пролазне рупе приближно: Ц=1.41εТД1/(Д2-Д1) Главни утицај паразитског капацитета пролазне рупе на коло је да продужите време пораста сигнала и смањите брзину кола. На пример, за ПЦБ плочу дебљине 50 Мил, ако је пролазна рупа унутрашњег пречника 10 Мил и пречника јастучића 2{{20} } Мил се користи, а растојање између јастучића и површине уземљеног бакра је 32 Мил, можемо приближно израчунати пролаз кроз горњу формулу. Паразитни капацитет је отприлике: Ц=1.41к4.4к{{31 }}.050к0.020/(0.032-0.020)=0.517пФ. Промена времена пораста изазвана овим делом капацитивности је: Т10-90=2.2Ц (З0/2)=2.2 к0.517к(55/2)=31.28пс. Из ових вредности се може видети да, иако ефекат успоравања кашњења пораста изазваног паразитном капацитивношћу једног пролаза није баш очигледан, дизајнери би ипак требало да пажљиво размотре ако се посредници користе више пута у ожичењу за пребацивање између слојева. .

3. Паразитна индуктивност отвора Слично, постоје паразитне капацитивности у проводницима и паразитне индуктивности. У дизајну дигиталних кола велике брзине, штета узрокована паразитском индуктивношћу вијаса је често већа од утицаја паразитске капацитивности. Његова паразитска серијска индуктивност ће ослабити допринос заобилазног кондензатора и ослабити ефекат филтрирања читавог електроенергетског система. Можемо користити следећу формулу да једноставно израчунамо приближну паразитску индуктивност посредног споја: Л=5.08х [лн (4х/д) + 1] где се Л односи на индуктивност прелаз, х је дужина пролаза, а д је центар Пречник избушене рупе. Из формуле се може видети да пречник пролазног отвора има мали утицај на индуктивност, али дужина пролазног отвора утиче на индуктивност. И даље користећи горњи пример, индуктивност прелаза се може израчунати као: Л=5.08к0.050 [лн (4к0.050/0.010) + 1 ]=1.015нХ. Ако је време пораста сигнала 1нс, онда је његова еквивалентна импеданса: КСЛ=πЛ/Т10-90=3.19Ω. Таква импеданса се не може занемарити када кроз њу тече струја високе фреквенције. Посебну пажњу треба обратити на чињеницу да премосни кондензатор треба да прође кроз два пролаза при повезивању слоја снаге и слоја уземљења, па ће се паразитна индуктивност вијаса експоненцијално повећати.

4. Дизајн преко-рупа у ПЦБ-у велике брзине Кроз горњу анализу паразитских карактеристика отвора за отворе за пролазе, можемо видети да у дизајну ПЦБ-а велике брзине, наизглед једноставне пролазне рупе често доносе велике негативне ефекте на дизајн кола. ефекат. Да бисте смањили штетне ефекте изазване паразитским ефектима виас, покушајте да урадите следеће у дизајну:

1. Са аспекта цене и квалитета сигнала, изаберите разумну величину преко рупе. На пример, за дизајн штампане плоче меморијског модула 6-10-слојног меморијског модула, боље је користити 10/20Мил (бушење/подметач) прелазе. За неке плоче мале густине велике густине, такође можете покушати да користите 8/18 Мил виас. рупа. У тренутним техничким условима, тешко је користити прелазе мање величине. За струјне или уземљене прелазе, размислите о коришћењу већих величина да бисте смањили импедансу.

2. Из две формуле о којима смо горе говорили, може се закључити да је употреба тање ПЦБ плоче корисна за смањење два паразитска параметра вијаса.

3. Покушајте да не мењате слојеве трагова сигнала на ПЦБ плочи, то јест, покушајте да не користите непотребне прелазе.

4. Игле за напајање и уземљење треба да буду избушене у близини. Што су проводници између вијаса и пинова краћи, то боље, јер ће изазвати повећање индуктивности. У исто време, каблови за напајање и уземљење треба да буду што дебљи да би се смањила импеданса.

5. Поставите неке уземљене отворе у близини прелаза који мењају слој сигнала да бисте обезбедили блиску петљу за сигнал. Можете чак поставити велики број редундантних уземљења на ПЦБ плочу. Наравно, такође морате бити флексибилни у свом дизајну. Преко модела о којем је раније било речи је случај где сваки слој има подлогу. Понекад можемо смањити или чак уклонити јастучиће на неким слојевима. Нарочито када је густина пролазних рупа веома велика, то може проузроковати сломљени жлеб који изолује коло у слоју бакра. Да бисмо решили овај проблем, поред померања локације отвора, можемо размотрити и постављање вијаса у бакарни слој. Величина јастучића је смањена.