Þegar PCB raflögn er bætt, sem gerir PCB hönnun þína skilvirkari

PCB skipulag er mjög mikilvægt í allri PCB hönnuninni. Það er þess virði að læra og læra hvernig á að ná hröðum og skilvirkum raflögnum og láta PCB raflögnina líta út fyrir að vera hágæða. Við höfum flokkað út 7 þætti sem þarf að huga að í PCB skipulagi. Athugum og fyllum í eyðurnar!

1. Algeng jarðvinnsla á stafrænum hringrásum og hliðstæðum hringrásum

Nú á dögum eru mörg PCB ekki lengur einvirkar hringrásir (stafrænar eða hliðstæðar hringrásir), heldur eru þær samsettar úr blöndu af stafrænum hringrásum og hliðstæðum hringrásum. Þess vegna er nauðsynlegt að huga að gagnkvæmum truflunum á milli þeirra við raflögn, sérstaklega hávaðatruflunum á jarðlínunni. Tíðni stafrænna rása er há og næmi hliðrænna rása er mikil. Fyrir merkjalínur ættu hátíðnimerkjalínur að vera eins langt frá viðkvæmum hliðrænum hringrásartækjum og mögulegt er. Fyrir jarðlínur hefur allt PCB aðeins einn hnút til umheimsins, þannig að vandamálið við stafræna og hliðstæða sameiginlega jörð verður að takast á við inni í PCB. Hins vegar eru stafræn jörð og hliðræn jörð í raun aðskilin inni í borðinu. Þeir eru ekki tengdir hver öðrum, heldur eru þeir aðeins við viðmótið þar sem PCB tengist umheiminum (svo sem innstungur osfrv.). Stafræna jörðin er svolítið stutt við hliðrænu jörðina, vinsamlegast athugaðu að það er aðeins einn tengipunktur. Það eru líka mismunandi jörð á PCB, sem er ákvörðuð af kerfishönnuninni.

2. Merkjalínurnar eru lagðar á rafmagns (jarð) lagið

Þegar raflagnir eru lagðar á prentaðar töflur eru ekki margar ókláraðar línur eftir á merkjalínulaginu. Að bæta við fleiri lögum mun valda sóun og auka vinnuálag framleiðslunnar og kostnaðurinn mun einnig aukast að sama skapi. Til að leysa þessa mótsögn geturðu íhugað raflögn á raflaginu (jörð). Fyrst ber að huga að kraftlaginu og síðan jarðlagið. Vegna þess að heilleiki myndunarinnar er varðveittur.

3. Meðferð á tengifótum í stórum leiðara

Í jarðtengingu á stóru svæði (rafmagn) eru fætur algengra íhluta tengdir við það. Það þarf að huga vel að meðhöndlun tengifóta. Hvað varðar rafafköst er betra að púðar á íhlutafótum séu að fullu tengdir við koparyfirborðið, en fyrir Það eru nokkrar faldar hættur í suðusamsetningu íhluta, svo sem: ① Suðu krefst aflhitara . ②Það er auðvelt að valda sýndar lóðmálmum. Þess vegna, að teknu tilliti til rafmagnsframmistöðu og vinnslukrafna, er krosslaga lóðmálmur gerður, sem er kallaður hitaskjöldur, almennt þekktur sem hitapúði (Thermal). Þannig er hægt að útiloka möguleikann á sýndar lóðmálmum vegna of mikillar hitaleiðni í þversniði við suðu. Kynlíf minnkar verulega. Meðferðin á kraft- (jörð) lagafótum fjöllaga borða er sú sama.

4. Hlutverk netkerfis í raflögn

Í mörgum CAD kerfum er raflögn ákvörðuð út frá netkerfinu. Ef ristið er of þétt, þótt rásum sé fjölgað, eru skrefin of lítil og gagnamagnið í myndsviðinu of mikið. Þetta mun óhjákvæmilega gera meiri kröfur til geymslupláss tækisins og það mun einnig hafa áhrif á tölvuhraða rafeindatækja í tölvum. mikil áhrif. Sumar slóðir eru ógildar, svo sem þær sem eru uppteknar af púðum íhlutafóta eða uppteknar af festingargötum og uppsetningarholum. Of rýr möskva og of fáar rásir munu hafa mikil áhrif á leiðarhraða. Þess vegna verður að vera sanngjarnt netkerfi til að styðja við raflögn. Fjarlægðin milli fóta staðlaðs íhluta er {{0}},1 tommur (2,54 mm), þannig að grunnur ristkerfisins er almennt stilltur á 0,1 tommur (2,54 mm) eða samfellt margfeldi minna en {{10}}.1 tommur, svo sem: 0.05 tommur, 0.025 tommur, 0.02 tommur o.s.frv.

5. Meðhöndlun aflgjafa og jarðvíra

Jafnvel þó að raflögn í öllu PCB borðinu sé lokið vel, mun truflun af völdum ófullnægjandi tillits til aflgjafa og jarðvíra skerða frammistöðu vörunnar og stundum jafnvel hafa áhrif á árangur vörunnar. Þess vegna verður að taka raflögn aflgjafa og jarðvíra alvarlega til að lágmarka hávaðatruflun sem myndast af aflgjafa og jarðstrengjum til að tryggja gæði vörunnar. Sérhver verkfræðingur sem tekur þátt í hönnun rafeindatækja skilur orsök hávaða milli jarðvírsins og rafmagnsvírsins. Nú lýsum við aðeins minni hávaðabælingunni: hið vel þekkta er að bæta við hávaða á milli aflgjafa og jarðvírs. Lotus rót þétti. Brekkaðu rafmagns- og jarðvíra eins mikið og mögulegt er. Jarðvírinn er breiðari en rafmagnsvírinn. Samband þeirra er: jarðvír > rafmagnsvír > merkjavír. Venjulega er breidd merkisvírsins: 0.2~0.3mm, og fína breiddin getur verið allt að 0.05~0.07mm. , rafmagnssnúran er 1,2 ~ 2,5 mm. Fyrir PCB stafræna hringrás er hægt að nota breiðan jarðvíra til að mynda lykkju, það er að mynda jarðnet (ekki er hægt að nota jörð hliðrænna hringrása á þennan hátt). Notaðu stórt svæði af koparlagi fyrir jarðvíra, og þá ónotuðu á prentplötunni. Allir staðir eru tengdir við jörðu og notaðir sem jarðvír. Eða það er hægt að gera það í fjöllaga borð, með aflgjafa og jarðvír sem taka eitt lag hver.

6. Hönnunarregluskoðun (DRC)

Eftir að raflagnahönnun er lokið er nauðsynlegt að athuga vandlega hvort raflagnahönnunin samræmist reglum sem hönnuður setur. Einnig þarf að staðfesta hvort settar reglur uppfylli þarfir framleiðsluferlis prentplötu. Almenn skoðun nær yfir eftirfarandi þætti: línu í línu, línu í línu. Hvort fjarlægðin milli íhlutapúða, lína og í gegnum holur, íhlutapúða og gegnum holur og í gegnum holur sé sanngjarn og hvort hún uppfylli framleiðslukröfur. Eru rafmagns- og jarðvír af viðeigandi breidd og eru rafmagns- og jarðvír þétt tengdir (lágt bylgjuviðnám)? Er einhver staður í PCB þar sem hægt er að breikka jarðvírinn? Hafa verið gerðar ráðstafanir varðandi lykilmerkjalínur, svo sem stuttar langar, verndarlínur og inntakslínur og úttakslínur greinilega aðskildar? Eru hliðrænu hringrásin og stafrænu rásirnar með sjálfstæða jarðvíra? Hvort grafík (eins og tákn, merki) sem bætt er við PCB síðar muni valda skammhlaupi í merkjum. Breyttu einhverjum ófullnægjandi línuformum. Eru vinnslulínum bætt við PCB? Hvort lóðmálmgríman uppfyllir kröfur framleiðsluferlisins, hvort stærð lóðmálmagrímunnar sé viðeigandi og hvort stafmerkinu sé ýtt á búnaðarpúðann til að forðast að hafa áhrif á gæði rafmagnssamstæðunnar. Er brún ytri ramma jarðlags aflgjafa í fjöllaga borði minnkaður? Ef koparþynnur jarðlagsins aflgjafa er óvarinn utan borðsins er auðvelt að valda skammhlaupi.

7. Hönnun á via

Via (via) er einn af mikilvægum þáttum fjöllaga PCB. Kostnaður við borun nemur venjulega 30% til 40% af framleiðslukostnaði PCB borðsins. Einfaldlega sagt, hvert gat á PCB er hægt að kalla gegnum. Frá hagkvæmu sjónarhorni er hægt að skipta tengingum í tvo flokka: annar er notaður fyrir raftengingar milli laga; hitt er notað til að festa eða staðsetja tæki. Frá sjónarhóli ferlisins er brautum almennt skipt í þrjá flokka, nefnilega blinda braut, grafinn braut og gegnum gegnum.

Blindgöt eru staðsett á efri og neðri yfirborði prentaðra rafrása. Þeir hafa ákveðna dýpt og eru notaðir til að tengja saman yfirborðsrásirnar og innri hringrásina fyrir neðan. Dýpt holanna fer yfirleitt ekki yfir ákveðið hlutfall (op). Grafnar gegnumrásir vísa til tengigata sem eru staðsettar á innra lagi prentaðs hringrásarborðs og ná ekki til yfirborðs hringrásarborðsins. Ofangreindar tvær gerðir af holum eru staðsettar í innra lagi hringrásarborðsins. Þeim er lokið með því að nota gegnum holumyndunarferlið áður en lagskipt er. Í gegnum holumyndunarferlið geta nokkur innri lög skarast. Þriðja tegundin er kölluð í gegnum gat, sem fer í gegnum allt hringrásarborðið og er hægt að nota til að útfæra innri samtengingar eða sem uppsetningarholur fyrir íhluti. Vegna þess að auðveldara er að útfæra gegnum göt í tækni og hafa lægri kostnað eru þær notaðar í flestum prentuðum hringrásum í stað hinna tveggja gegnumhola. Eftirfarandi gegnumholur teljast í gegnum holur nema annað sé tekið fram.

1. Frá hönnunarsjónarmiði samanstendur gatahol aðallega af tveimur hlutum, annar er borholan í miðjunni og hinn er púðasvæðið í kringum borholið. Stærð þessara tveggja hluta ákvarðar stærð gegnum. Augljóslega, þegar hönnuðir eru hannaðir með háhraða og háþéttni PCB, vonast hönnuðir alltaf til þess að brautirnar ættu að vera eins litlar og mögulegt er, svo að hægt sé að skilja eftir meira raflagnarými á borðinu. Að auki, því minni sem gegnumrásirnar eru, því minni eigin sníkjurýmd þeirra. Því minni sem hann er, því hentugri er hann fyrir háhraða hringrásir. Hins vegar hefur minnkun holustærðar einnig í för með sér aukningu á kostnaði og ekki er hægt að minnka stærð gegnumholunnar endalaust. Það er takmarkað af borun (bora) og rafhúðun (húðun) og annarri vinnslutækni: því minni sem gatið er, því erfiðara er að bora það. Því lengur sem gatið tekur, því auðveldara er að víkja frá miðju; og þegar dýpt holunnar fer yfir 6 sinnum þvermál boraða holunnar er engin trygging fyrir því að holuveggurinn verði jafnhúðaður með kopar. Til dæmis er núverandi þykkt (í gegnum holudýpt) á venjulegu 6-lags PCB borði um 50 mil, þannig að borþvermál sem PCB framleiðandi getur veitt getur aðeins náð 8 mil.

2. Sníkjurýmd gegnumholsins Sníkjuholið sjálft hefur sníkjurýmd við jörðu. Ef vitað er að þvermál einangrunargatsins í gegnum gatið á jarðlaginu er D2, þvermál gatapúðans er D1 og þykkt PCB borðsins er T, rafstuðull undirlagsins er ε, þá er stærð sníkjurýmds gegnumholsins um það bil: C=1.41εTD1/(D2-D1) Helstu áhrif sníkjurýmds gegnumholsins á hringrásina eru að lengja hækkunartíma merksins og draga úr hraða hringrásarinnar. Til dæmis, fyrir PCB borð með þykkt 50 mil, ef gegnumgat með innra þvermál 10 mil og þvermál púða 2{{20} } Mil er notuð og fjarlægðin milli púðans og jarðkoparsvæðisins er 32 Mil, við getum reiknað um það bil gatið í gegnum formúluna hér að ofan. }}.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF. Breytingin á hækkunartíma sem orsakast af þessum hluta rýmdarinnar er: T10-90=2.2C (Z0/2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Það má sjá af þessum gildum að þótt áhrifin af því að hægja á hækkun seinkun af völdum sníkjurýmds einnar tengingar séu ekki mjög augljós, ættu hönnuðir samt að íhuga það vandlega ef tengingar eru notaðar margoft í raflögnum til að skipta á milli laga .

3. Sníkjuvirki í gegnum sníkjudýr Á sama hátt eru sníkjuvirkni í gegnum sníkjudýr og sníkjuvirk. Við hönnun háhraða stafrænna hringrása er skaðinn af völdum sníkjuvirkja í gegnum sníkjudýr oft meiri en áhrif sníkjurýma. Inductance sníkjudýra þess mun veikja framlag framhjáhlaupsþéttans og veikja síunaráhrif alls raforkukerfisins. Við getum notað eftirfarandi formúlu til að einfaldlega reikna út áætlaða sníkjuframleiðni via: L=5.08h [ln (4h/d) + 1] þar sem L vísar til inductance á gegnum, h er lengd gegnum, og d er miðja Þvermál boraðs gats. Það má sjá af formúlunni að þvermál gegnumholsins hefur lítil áhrif á inductance, en lengd gegnum gatsins hefur áhrif á inductance. Með því að nota dæmið hér að ofan, er hægt að reikna inductance á gegnum sem: L=5.08x0.050 [ln (4x0.050/0.010) + 1 ]=1.015nH. Ef hækkunartími merksins er 1ns, þá er jafngildi viðnám þess: XL=πL/T10-90=3.19Ω. Ekki er hægt að hunsa slíka viðnám þegar hátíðnistraumur rennur í gegnum hana. Sérstaklega ætti að huga að því að framhjáhaldsþéttinn þarf að fara í gegnum tvær gegnumrásir þegar rafmagnslag og jarðlag er tengt saman, þannig að sníkjuvirki ganganna eykst veldisvísis.

4. Hönnun í gegnum holu í háhraða PCB Með ofangreindri greiningu á sníkjudýraeiginleikum gegnumhola getum við séð að í háhraða PCB hönnun hafa að því er virðist einfaldar gegnumgötur oft mikil neikvæð áhrif á hringrásarhönnunina. áhrif. Til að draga úr skaðlegum áhrifum af völdum sníkjudýraáhrifa vias, reyndu að gera eftirfarandi í hönnuninni:

1. Frá þáttum kostnaðar og merkjagæða, veldu hæfilega stærð í gegnum gat. Til dæmis, fyrir 6-10-lagsminniseining PCB hönnun, er betra að nota 10/20Mil (boranir/púði) gegnum. Fyrir sum háþéttni, lítil plötur, geturðu líka prófað að nota 8/18Mil vias. holu. Við núverandi tæknilegar aðstæður er erfitt að nota smærri tengingar. Fyrir rafmagns- eða jarðtengingu skaltu íhuga að nota stærri stærðir til að draga úr viðnám.

2. Af tveimur formúlunum sem ræddar eru hér að ofan má draga þá ályktun að notkun þynnri PCB borðs sé gagnleg til að draga úr tveimur sníkjubreytum í gegnum.

3. Reyndu að skipta ekki um lög af merkjasporum á PCB borðinu, það er að segja, reyndu að nota ekki óþarfa gegnum.

4. Bora ætti rafmagns- og jarðpinna nálægt. Því styttri sem leiðslur eru á milli gegnumganga og pinna, því betra, því þær munu valda aukningu á inductance. Á sama tíma ættu afl- og jarðleiðslur að vera eins þykkar og hægt er til að draga úr viðnám.

5. Settu nokkrar jarðtengdar brautir nálægt merkilagsbreytandi brautum til að veita loka lykkju fyrir merki. Þú getur jafnvel sett mikinn fjölda óþarfa jarðtenginga á PCB borðið. Auðvitað þarftu líka að vera sveigjanlegur í hönnun þinni. Via líkanið sem fjallað var um áðan er tilfelli þar sem hvert lag er með púði. Stundum getum við minnkað eða jafnvel fjarlægt púðana á sumum lögum. Sérstaklega þegar þéttleiki gegnumhola er mjög hár, getur það valdið brotinni gróp til að einangra hringrásina í koparlaginu. Til að leysa þetta vandamál, auk þess að færa staðsetningu brautanna, getum við einnig íhugað að setja brautirnar í koparlagið. Stærð púðans minnkar.