Explicación detallada de la estructura laminada de PCB multicapa (2)

2.1 Principios generales del diseño de componentes


Los principios generales que los diseñadores deben seguir durante el diseño del tablero son los siguientes.


(1) La mejor colocación de un solo lado. Si necesita colocar componentes en ambos lados, colocando componentes de tipo pin en el colapso (capa inferior), puede causar que la placa de circuito sea difícil de colocar y no sea propicio para soldar. Similar al método de diseño de componentes PCBPCB de computadora comúnmente utilizado. Cuando se coloca en un lado, solo es necesario hacer una capa de pantalla de seda en una superficie de la placa de circuito, lo que reduce los costos.


(2) Organice razonablemente la posición y dirección de los componentes de la interfaz. En términos generales, como los componentes del conector de la placa de circuito y las conexiones externas (alimentación, línea de señal), generalmente están dispuestos en el borde de la placa de circuito, como enchufes y puertos paralelos. Si se coloca en el centro de la placa de circuito, obviamente no es propicio para el cableado, y es posible que no esté conectado debido a la obstrucción de otros componentes. Además, preste atención a la dirección de la interfaz al colocar la interfaz, de modo que la línea de conexión pueda alejarse suavemente de la placa de circuito. Después de colocar la interfaz, use la cadena de caracteres (cadena de caracteres) del componente de interfaz para indicar claramente el tipo de interfaz; para interfaces de tipo de alimentación, indique correctamente el nivel de voltaje para evitar que la placa de circuito se queme debido a errores de cableado.


(3) Es mejor tener una amplia banda de aislamiento eléctrico entre los componentes de alto voltaje y los componentes de bajo voltaje. De esa manera, no junte componentes con niveles de voltaje muy diferentes. Esto no solo es propicio para el aislamiento eléctrico, sino que también tiene grandes beneficios para el aislamiento de la señal y la antiinterferencia.


(4) Los componentes con conexión eléctrica cercana se colocan mejor juntos. Esta es la idea de diseño escalonada.


(5) Para componentes que son propensos al ruido, como dispositivos de alta frecuencia como generadores de reloj y osciladores de cristal, deben colocarse cerca del extremo de entrada de reloj de la CPU cuando se colocan. Los circuitos de alta corriente y los circuitos de conmutación también son propensos al ruido. Al diseñar estos componentes o módulos, también se deben cambiar los circuitos de señal de alta velocidad, como los circuitos de control lógico y los circuitos de almacenamiento. Si es posible, intente utilizar una placa de control combinada con una placa de alimentación y utilice una interfaz. Para conectarse para mejorar la capacidad antiinterferente general y la fiabilidad de funcionamiento de la placa de circuito.


(6) Coloque condensadores en serie y condensadores de filtro alrededor de la fuente de alimentación y el chip tanto como sea posible. La disposición del condensador de serie y el condensador de filtro es una medida importante para mejorar la calidad de la energía de la placa de circuito y la capacidad antiinterferente. En aplicaciones prácticas, el enrutamiento, la inserción de cables y el cableado de las placas de circuito impreso pueden causar inductancias parásitas en serie, lo que resulta en ondulaciones y fallas de alta frecuencia en la forma de onda de la fuente de alimentación y la señal, y se coloca entre la fuente de alimentación y la tierra. 0.1F, si el panel de circuito usa un condensador de chip, el condensador del chip debe conectarse cerca de la fuente de alimentación del componente. Para chips de conversión de energía o terminales de entrada de energía, es mejor disponer un condensador de 10F o más para mejorar aún más la calidad de la energía.


(7) El número de componentes debe estar bien ajustado, de tamaño uniforme, ordenado en dirección, no superpuesto con componentes, vías y alternativamente. La primera dirección del componente o conector; los signos positivos y negativos deben estar claramente marcados en la PCB y se les debe permitir cubrirlos; Los componentes de conversión de energía (como los convertidores CC / CC, las fuentes de alimentación de conversión lineal y las fuentes de alimentación conmutadas) deben estar al lado del espacio suficiente de disipación de calor y espacio de instalación, y suficiente espacio de soldadura.


2.2 Principios generales del cableado de componentes


Los principios generales que los diseñadores deben seguir durante el diseño del tablero son los siguientes.


(1) El principio de establecer el paso del cableado impreso de los componentes. Las restricciones de espacio entre las diferentes redes están determinadas por factores como el aislamiento eléctrico, el proceso de fabricación y el tamaño de los componentes. Por ejemplo, el tono de un componente de chip es de 8mil, el [Límite claro] del chip no se puede establecer en 10mil, y el diseñador debe establecer una regla de diseño de 6mil para el chip por separado. Al mismo tiempo, la configuración del espacio también debe tener en cuenta la capacidad de producción del fabricante.


Además, un factor importante que afecta a los componentes es el aislamiento eléctrico. Si la diferencia potencial entre los dos componentes o la red está activada, se debe considerar la cuestión del aislamiento eléctrico. El voltaje de seguridad de espacio en el entorno general es de 200V / mm, que es 5.08V / mil. Por lo tanto, cuando hay circuitos de alto voltaje y circuitos de bajo voltaje en la misma placa de circuito, se debe prestar especial atención a los intervalos de seguridad suficientes.


(2) La elección de las esquinas de la línea. Para que la placa de circuito sea más fácil de fabricar y hermosa, debe configurar el modo de esquina del circuito durante el diseño. Puede elegir 45 °, 90 ° y arco. En general, no se utilizan esquinas afiladas. Es mejor usar transiciones de arco o transiciones de 45 °. Evite las transiciones de esquina de 90 ° o más agudas.


La posición de conexión entre el cable y el inserto también debe ser lo más suave posible para evitar pies pequeños y puntiagudos, que pueden resolverse mediante el método de atrapar las fugas. El ancho del cable puede ser el mismo que el diámetro de la línea coaxial; Si la distancia central entre las superposiciones es mayor que D, el ancho del cable no debe ser mayor que el diámetro del tamaño.


Cuando los cables pasan entre las dos distancias en lugar de comunicarse entre sí, se debe mantener la distancia máxima y alterna entre ellos, y la distancia entre los cables y los cables también se debe alternar y mantener de manera uniforme al máximo.


(3) El método de determinación del ancho de la traza impresa. El ancho del trazado está determinado por factores como el nivel de corriente y la antiinterferencia que fluye a través del cable. La corriente total que fluye, más ancha debe ser la traza. En general, la línea de alimentación debe ser más ancha que la línea de señal. Para garantizar la estabilidad del potencial de tierra (menos afectado por el cambio de la corriente de tierra), la línea de tierra también debe ser ancha. El experimento demuestra: cuando el grosor de la película de cobre del alambre impreso


Cuando es de 0.05 mm, la capacidad de carga actual del cable impreso se puede calcular de acuerdo con 20A / mm2, es decir, un cable de 0.05 mm de grosor y 1 mm de ancho puede fluir 1A. Por lo tanto, para líneas de señal generales, un ancho de 10 a 30 milésimas puede cumplir con los requisitos; los anchos de línea de señal de alto voltaje y alta corriente son mayores o iguales a 40 mils, y el espacio entre líneas es mayor de 30 mils. Para garantizar la resistencia a la interferencia y la fiabilidad de funcionamiento del cable, dentro del rango permitido por el área y la densidad de la placa, se debe utilizar un cable ancho para reducir la impedancia de la línea y mejorar el rendimiento antiinterferencia.


Para el ancho de los cables de alimentación y de tierra, para garantizar la estabilidad de la forma de onda, si el espacio de cableado de la placa de circuito lo permite, hágalo lo más grueso posible. En general, se requieren al menos 50mil.


(4) Anti-interferencia y blindaje electromagnético de cables impresos. La interferencia en los cables incluye principalmente la interferencia de citas entre cables, la interferencia de citas de líneas eléctricas y diafonía entre líneas de señal, etc. Las disposiciones razonables y la disposición de los métodos de enrutamiento y conexión a tierra pueden reducir efectivamente la fuente de interferencia y hacer que la placa de circuito mejor rendimiento de EMC.


Para las líneas de señal de alta frecuencia u otras líneas de señal importantes, como las líneas de señal de reloj, la longitud de los trazos debe ser lo más amplia posible, en lugar de usar una forma envuelta a tierra para aislar las líneas de señal circundantes (es decir, usar una tierra cerrada línea para aislar las líneas de señal). "Envuelto" es equivalente a agregar una capa de protección contra el suelo).


Si es necesario unificar la tierra analógica y la tierra digital al mismo potencial al final, se debe adoptar la conexión a tierra de un punto, es decir, tomar solo un punto para conectar la tierra analógica y la tierra digital para evitar la formación de un bucle de tierra y la interferencia potencial de tierra.


Después de completar el cableado, se debe colocar una película de tierra de cobre de gran área, también llamada cobre cobre, en la parte superior y donde no se insertan cables. Se puede insertar efectivamente en el cable de tierra para reducir las señales de alta frecuencia en el cable de tierra. El suelo del área puede suprimir la interferencia electromagnética.


Una vía en la placa de circuito generará aproximadamente 10 pF de capacitancia parásita, lo que es especialmente dañino para los circuitos de alta velocidad. Al mismo tiempo, demasiadas vías también reducirán la resistencia mecánica de la placa de circuito. Por lo tanto, el número de vías se debe minimizar al realizar el cableado. Además, cuando se usa un orificio pasante (orificio pasante), generalmente se usa en su lugar. Esto se debe a que durante la producción de la placa de circuito, algunos agujeros pasantes (agujeros pasantes) pueden no ser penetrados debido a razones de procesamiento, y ciertamente pueden penetrarse alternativamente durante el procesamiento, lo que es equivalente a producir conveniencia de Bring.


Lo anterior son los principios generales del diseño y cableado de la placa PCB. Sin embargo, en la operación real, el diseño y el cableado de los componentes sigue siendo un trabajo muy flexible. El diseño y el cableado de los componentes no son únicos. Dicho esto, no hay un estándar que pueda juzgar lo correcto y lo incorrecto del diseño y el esquema de cableado, y solo puede comparar las ventajas y desventajas relativas. Por lo tanto, los principios de diseño y cableado anteriores solo se utilizan como referencia de diseño, y la práctica es el único criterio para juzgar los pros y los contras.


2.3 Requisitos especiales para el diseño y el cableado de placas PCB multicapa


En comparación con las placas simples de una capa y las placas de doble capa, el diseño y el cableado de las placas de PCB multicapa tienen sus requisitos únicos.


Para el diseño de placas PCB multicapa, es necesario organizar el diseño de manera razonable utilizando diferentes componentes de alimentación y tierra. Uno de los objetivos es brindar conveniencia a la división posterior de la capa eléctrica interna y, al mismo tiempo, puede mejorar efectivamente la capacidad antiinterferente entre los componentes.


El llamado arreglo razonable de componentes que utilizan diferentes tipos de potencia y tierra es reunir a los asistentes que usan el mismo nivel de potencia y el mismo tipo de componentes de tierra. Por ejemplo, cuando hay múltiples niveles de voltaje como + 3.3V, + 5V, −5V, + 15V, −15V en el esquema del circuito, el diseñador debe concentrar los componentes usando el mismo nivel de voltaje en un área determinada en la placa de circuito . Por supuesto, este principio de diseño no es el único estándar para el diseño. Al mismo tiempo, deben tenerse en cuenta otros principios de diseño (principios generales del diseño de placa de doble capa). Esto requiere que los diseñadores consideren exhaustivamente varios factores de acuerdo con las necesidades reales y cumplan con los fundamentos de otros principios de diseño. En la medida de lo posible, junten componentes que utilicen el mismo nivel de potencia y el mismo tipo de tierra. Para el cableado de placas PCB de múltiples capas, se puede resumir en un punto: primero la línea de señal y luego la línea de alimentación. Esto se debe a que el poder y la tierra de las placas multicapa generalmente se logran conectando las capas eléctricas internas. Puede simplificar el enrutamiento de la capa de señal, y reducir efectivamente la resistencia interna del cable de tierra y la fuente de alimentación, y mejorar la capacidad antiinterferente del circuito a través del método de conexión de película de cobre de área grande de la capa eléctrica interna; La corriente máxima también aumenta.


En general, los diseñadores necesitan organizar razonablemente el diseño de los componentes utilizando diferentes tipos de potencia y tierra, teniendo en cuenta otros principios de diseño, y luego enrutar los componentes (solo las líneas de señal) de acuerdo con el método descrito en esta sección, y dividir después Finalización de la capa eléctrica interna, determine la etiqueta de red de cada parte de la capa eléctrica interna y, finalmente, conéctese a través de vías y reemplazos en la capa eléctrica interna y la capa de señal. Y cuando las vías y las vías pasan a través de la capa eléctrica interna, los orificios pasantes o vías con la misma etiqueta de red se conectarán a la capa eléctrica interna a través de algunas películas de cobre que superan la corrosión, y las películas de cobre adyacentes adyacentes que no pertenecerá a la red Se grabará por completo, de modo que no sea conductor con la capa eléctrica interna.