PCB simlari darajasi yaxshilanganda, sizning PCB dizayni yanada samaraliroq bo'ladi

PCB tartibi butun PCB dizaynida juda muhimdir. Qanday qilib tez va samarali o'tkazgichga erishish va PCB simlarini yuqori sifatli qilish uchun o'rganish va o'rganishga arziydi. Biz PCB tartibida e'tibor berish kerak bo'lgan 7 jihatni saraladik. Keling, tekshiramiz va bo'shliqlarni to'ldiramiz!

1. Raqamli sxemalar va analog sxemalarni umumiy tuproqli ishlov berish

Hozirgi vaqtda ko'pgina PCBlar endi yagona funktsional sxemalar (raqamli yoki analog sxemalar) emas, balki raqamli sxemalar va analog sxemalar aralashmasidan iborat. Shuning uchun, simlarni ulashda ular orasidagi o'zaro shovqinni, ayniqsa, er liniyasidagi shovqin shovqinini hisobga olish kerak. Raqamli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan chastotasi yuqori, analogli sxemalarning sezgirligi kuchli. Signal liniyalari uchun yuqori chastotali signal liniyalari iloji boricha sezgir analog sxema qurilmalaridan uzoqroq bo'lishi kerak. Tuproq liniyalari uchun butun PCB tashqi dunyoga faqat bitta tugunga ega, shuning uchun raqamli va analog umumiy zamin muammosi tenglikni ichida hal qilinishi kerak. Biroq, raqamli zamin va analog zamin aslida taxta ichida ajratilgan. Ular bir-biriga ulanmagan, lekin faqat PCB tashqi dunyoga ulanadigan interfeysda (masalan, vilkalar va boshqalar). Raqamli tuproq analog tuproqqa biroz qisqa tutilgan, faqat bitta ulanish nuqtasi mavjudligini unutmang. Tizim dizayni bilan belgilanadigan PCBda turli xil zaminlar ham mavjud.

2. Signal liniyalari elektr (tuproq) qatlamiga yotqizilgan

Ko'p qatlamli bosma taxtalarni ulashda signal chizig'i qatlamida ko'p tugallanmagan chiziqlar qolmaydi. Ko'proq qatlamlarni qo'shish chiqindilarni keltirib chiqaradi va ishlab chiqarishning ish hajmini oshiradi va shunga mos ravishda xarajatlar ham oshadi. Ushbu qarama-qarshilikni hal qilish uchun siz elektr (tuproq) qatlamidagi simlarni o'ylab ko'rishingiz mumkin. Avval quvvat qatlamini, keyin esa zamin qatlamini hisobga olish kerak. Chunki shakllanishning yaxlitligi saqlanib qoladi.

3. Katta maydonli o'tkazgichlarda birlashtiruvchi oyoqlarni davolash

Katta maydondagi topraklamada (elektr), tez-tez ishlatiladigan komponentlarning oyoqlari unga ulanadi. Birlashtiruvchi oyoqlarning ishlashini har tomonlama ko'rib chiqish kerak. Elektr ishlashi nuqtai nazaridan, butlovchi oyoqlarning yostiqchalari mis yuzasiga to'liq ulangan bo'lishi yaxshiroqdir, ammo komponentlarni payvandlashda ba'zi yashirin xavflar mavjud, masalan: ① Payvandlash uchun yuqori quvvatli isitgich kerak . ②Virtual lehim birikmalariga olib kelishi oson. Shuning uchun, elektr ishlashi va jarayon talablarini inobatga olgan holda, o'zaro faoliyat shaklidagi lehim yostig'i tayyorlanadi, bu odatda termal pad (Termal) deb nomlanuvchi issiqlik qalqoni deb ataladi. Shu tarzda, payvandlash paytida haddan tashqari ko'ndalang kesimdagi issiqlik tarqalishi tufayli virtual lehim birikmalarining paydo bo'lishi ehtimoli yo'q qilinishi mumkin. Jinsiy aloqa sezilarli darajada kamayadi. Ko'p qatlamli taxtalarning quvvat (tuproq) qatlami oyoqlarini davolash bir xil.

4. Tarmoq tizimining simlarni ulashdagi roli

Ko'pgina SAPR tizimlarida simlar tarmoq tizimi asosida aniqlanadi. Agar panjara juda zich bo'lsa, kanallar soni ko'paygan bo'lsa-da, qadamlar juda kichik va tasvir maydonidagi ma'lumotlar miqdori juda katta. Bu muqarrar ravishda qurilmaning saqlash joyiga yuqori talablarga ega bo'ladi va bu kompyuter elektron mahsulotlarini hisoblash tezligiga ham ta'sir qiladi. katta ta'sir. Ba'zi yo'llar yaroqsiz, masalan, butlovchi oyoqlarning yostiqchalari yoki o'rnatish teshiklari va o'rnatish teshiklari bilan band bo'lganlar. Juda siyrak mesh va juda oz kanallar marshrutlash tezligiga katta ta'sir qiladi. Shuning uchun, simlarni qo'llab-quvvatlash uchun oqilona tarmoq tizimi bo'lishi kerak. Standart komponentning oyoqlari orasidagi masofa {0}},1 dyuym (2,54 mm), shuning uchun panjara tizimining asosi odatda 0,1 dyuym (2,54 mm) ga o'rnatiladi. yoki {{10}}.1 dyuymdan kichik integral karrali, masalan: 0,05 dyuym, 0,025 dyuym, 0,02 dyuym va hokazo.

5. Elektr ta'minoti va tuproq simlari bilan ishlash

Agar butun PCB platasidagi simlar yaxshi bajarilgan bo'lsa ham, elektr ta'minoti va tuproq simlarining etarli darajada e'tiborga olinmaganligi sababli yuzaga keladigan shovqin mahsulotning ishlashini pasaytiradi va ba'zan mahsulotning muvaffaqiyat darajasiga ta'sir qiladi. Shu sababli, mahsulot sifatini ta'minlash uchun elektr ta'minoti va tuproq simlari tomonidan hosil bo'ladigan shovqin shovqinlarini minimallashtirish uchun elektr ta'minoti va tuproq simlarini ulashga jiddiy yondashish kerak. Elektron mahsulotlarni loyihalash bilan shug'ullanadigan har bir muhandis tuproq simi va quvvat simlari orasidagi shovqin sababini tushunadi. Endi biz faqat kamaytirilgan shovqinni bostirishni tasvirlaymiz: hammaga ma'lumki, elektr ta'minoti va tuproq simlari o'rtasida shovqin qo'shiladi. Lotus ildiz kondansatörü. Quvvat va tuproq simlarini iloji boricha kengaytiring. Tuproq simi quvvat simidan kengroqdir. Ularning aloqasi: tuproq simi > quvvat simi > signal simi. Odatda signal simining kengligi: 0.2~0.3mm, nozik kengligi esa 0.05~0.07mm gacha boʻlishi mumkin. , quvvat simi 1,2~2,5 mm. Raqamli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan PCB'lari uchun keng tuproqli simlar pastadir hosil qilish uchun ishlatilishi mumkin, ya'ni tuproqli tarmoqni tashkil qilish uchun (analog sxemalarning tuproqlaridan bu tarzda foydalanish mumkin emas). Tuproq simlari uchun mis qatlamining katta maydonidan foydalaning va foydalanilmaganlar bosilgan taxtada Barcha joylar erga ulangan va tuproq simlari sifatida ishlatiladi. Yoki u har bir qatlamni egallagan quvvat manbai va tuproq simlari bilan ko'p qatlamli taxtaga aylantirilishi mumkin.

6. Dizayn qoidalarini tekshirish (DRC)

Simlarni loyihalash tugallangandan so'ng, simlarning dizayni dizayner tomonidan belgilangan qoidalarga mos kelishini diqqat bilan tekshirish kerak. Shuningdek, belgilangan qoidalar bosma karton ishlab chiqarish jarayonining ehtiyojlariga javob beradimi yoki yo'qligini tasdiqlash kerak. Umumiy tekshiruvlar quyidagi jihatlarni o'z ichiga oladi: chiziqdan chiziqqa, chiziqdan chiziqqa. Komponent yostiqchalari, chiziqlar va teshiklar, butlovchi qismlar va teshiklar va teshiklar orasidagi masofa oqilona bo'ladimi va u ishlab chiqarish talablariga javob beradimi. Quvvat va tuproq simlari mos kenglikdami va quvvat va tuproq simlari mahkam bog'langanmi (past to'lqin empedansi)? PCBda tuproq simini kengaytirish mumkin bo'lgan joy bormi? Qisqa uzunliklar, himoya chiziqlari va kirish va chiqish liniyalari aniq ajratilgan kabi asosiy signal liniyalari uchun choralar ko'rilganmi? Analog sxema va raqamli kontaktlarning zanglashiga olib boradigan qismlari mustaqil tuproq simlariga egami? Keyinchalik PCBga qo'shilgan grafikalar (masalan, piktogrammalar, teglar) signalning qisqa tutashuviga olib keladimi. Ba'zi qoniqarsiz chiziq shakllarini o'zgartiring. PCBga qo'shilgan texnologik liniyalar bormi? Lehim niqobi ishlab chiqarish jarayonining talablariga javob beradimi, lehim niqobining o'lchami mos keladimi va elektr moslamasining sifatiga ta'sir qilmaslik uchun belgi belgisi qurilma yostig'ida bosilsin. Ko'p qatlamli taxtadagi elektr ta'minoti zamin qatlamining tashqi ramkasining chekkasi qisqarganmi? Elektr ta'minoti zamin qatlamining mis plyonkasi taxtadan tashqarida bo'lsa, qisqa tutashuvga olib kelishi oson.

7. Via dizayni

Via (via) ko'p qatlamli PCB ning muhim tarkibiy qismlaridan biridir. Burg'ulash narxi odatda PCB platasini ishlab chiqarish narxining 30% dan 40% gacha. Oddiy qilib aytganda, PCBdagi har bir teshikni via deb atash mumkin. Funktsional nuqtai nazardan, vialarni ikki toifaga bo'lish mumkin: biri qatlamlar orasidagi elektr aloqalari uchun ishlatiladi; ikkinchisi qurilmalarni mahkamlash yoki joylashtirish uchun ishlatiladi. Jarayon nuqtai nazaridan, viteslar odatda uchta toifaga bo'linadi, ya'ni ko'r-ko'rona, ko'milgan va orqali.

Ko'r teshiklar bosilgan elektron platalarning yuqori va pastki yuzalarida joylashgan. Ular ma'lum bir chuqurlikka ega va sirt davrlarini va quyida joylashgan ichki sxemalarni ulash uchun ishlatiladi. Teshiklarning chuqurligi odatda ma'lum bir nisbatdan (diafragma) oshmaydi. Ko'milgan vizalar bosilgan elektron plataning ichki qatlamida joylashgan ulanish teshiklariga ishora qiladi va elektron plataning yuzasiga cho'zilmaydi. Yuqoridagi ikki turdagi teshiklar elektron plataning ichki qatlamida joylashgan. Ular laminatsiyadan oldin teshiklarni shakllantirish jarayoni yordamida yakunlanadi. Teshik hosil qilish jarayonida bir nechta ichki qatlamlar bir-birining ustiga chiqishi mumkin. Uchinchi turga butun elektron platadan o'tuvchi teshik deyiladi va ichki o'zaro bog'lanishlarni amalga oshirish yoki komponentlar uchun joylashishni aniqlash teshiklari sifatida ishlatilishi mumkin. Teshiklar orqali texnologiyani amalga oshirish osonroq va arzonroq bo'lganligi sababli, ular boshqa ikkita teshik o'rniga ko'pchilik bosilgan elektron platalarda qo'llaniladi. Quyidagi o'tish teshiklari, agar boshqacha ko'rsatilmagan bo'lsa, teshiklar deb hisoblanadi.

1. Dizayn nuqtai nazaridan, teshik teshigi asosan ikki qismdan iborat bo'lib, biri o'rtadagi burg'ulash teshigi, ikkinchisi esa burg'ulash teshigi atrofidagi yostiq maydoni. Ushbu ikki qismning o'lchami via o'lchamini aniqlaydi. Shubhasiz, yuqori tezlikda, yuqori zichlikdagi PCBlarni loyihalashda dizaynerlar har doim platada ko'proq simli bo'sh joy qoldirilishi uchun vites imkon qadar kichik bo'lishi kerak deb umid qiladilar. Bundan tashqari, via qanchalik kichik bo'lsa, ularning o'z parazit sig'imi ham shunchalik kichik bo'ladi. U qanchalik kichik bo'lsa, yuqori tezlikli sxemalar uchun qanchalik mos keladi. Shu bilan birga, teshik o'lchamining qisqarishi ham xarajatlarning oshishiga olib keladi va o'tish teshigining o'lchamini cheksiz ravishda kamaytirish mumkin emas. Bu burg'ulash (burg'ulash) va elektrokaplama (qoplama) va boshqa texnologik texnologiyalar bilan cheklangan: teshik qanchalik kichik bo'lsa, burg'ulash shunchalik qiyin bo'ladi. Teshik qancha uzoq davom etsa, markazdan chetga chiqish osonroq bo'ladi; va teshikning chuqurligi burg'ulangan teshikning diametridan 6 barobar oshib ketganda, teshik devorining mis bilan teng ravishda qoplanganligiga kafolat yo'q. Masalan, oddiy 6-qatlamli tenglikni taxtasining joriy qalinligi (teshik chuqurligi) taxminan 50 milyani tashkil qiladi, shuning uchun tenglikni ishlab chiqaruvchisi taqdim eta oladigan burg'ulash diametri faqat 8 millionga yetishi mumkin.

2. O'tish teshigining parazit sig'imi O'tish teshigining o'zi yerga parazitar sig'imga ega. Agar ma'lum bo'lsa, er qatlamidagi teshikning izolyatsiya teshigi diametri D2, teshik yostig'ining diametri D1 va PCB plitasining qalinligi T, taxta substratining dielektrik o'tkazuvchanligi. e bo'lsa, u holda o'tish teshigining parazit sig'imining o'lchami taxminan bo'ladi: C=1.41eTD1/(D2-D1) O'tkazgich teshigining parazit sig'imining sxemaga asosiy ta'siri: signalning ko'tarilish vaqtini uzaytirish va kontaktlarning zanglashiga olib borish tezligini kamaytirish. Masalan, qalinligi 5{16}} Mil bo'lgan PCB platasi uchun, agar ichki diametri 10 Mil va prokladka diametri 2{{2{27}}} bo'lgan teshik bo'lsa } Mil ishlatiladi va yostiq va maydalangan mis maydoni orasidagi masofa 32 Mildir, biz yuqoridagi formula orqali o'tish teshigini taxminan hisoblashimiz mumkin Parazit sig'im taxminan: C=1.41x4,4x{{31 }}.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF. Imkoniyatning ushbu qismi tufayli ko'tarilish vaqtining o'zgarishi: T10-90=2,2C (Z0/2)=2,2 x0,517x(55/2)=31,28ps. Ushbu qiymatlardan ko'rinib turibdiki, bitta yo'lning parazitar sig'imidan kelib chiqadigan ko'tarilish kechikishini sekinlashtirish ta'siri unchalik aniq bo'lmasa-da, agar qatlamlar o'rtasida almashinish uchun o'tkazgichlarda bir necha marta foydalanilgan bo'lsa, dizaynerlar buni diqqat bilan ko'rib chiqishlari kerak. .

3. Vizalarning parazit induktivligi Xuddi shunday, viyalarda va parazit induktivliklarda parazitar sig'imlar mavjud. Yuqori tezlikdagi raqamli kontaktlarning zanglashiga olib loyihalashda vialarning parazitar induktivligidan kelib chiqadigan zarar ko'pincha parazitar sig'imning ta'siridan kattaroqdir. Uning parazit seriyali indüktansı bypass kondansatkichning hissasini zaiflashtiradi va butun quvvat tizimining filtrlash ta'sirini zaiflashtiradi. A via ning taxminiy parazit induktivligini oddiygina hisoblash uchun quyidagi formuladan foydalanishimiz mumkin: L=5.08h [ln (4s/d) + 1] bu erda L ning induktivligini bildiradi. orqali, h - yo'lning uzunligi va d - markaz Burg'ilangan teshikning diametri. Formuladan ko'rinib turibdiki, o'tish teshigining diametri induktivlikka ozgina ta'sir qiladi, lekin o'tish teshigi uzunligi indüktansa ta'sir qiladi. Hali ham yuqoridagi misoldan foydalangan holda, via induktivligini quyidagicha hisoblash mumkin: L=5.08x0,050 [ln (4x0,050/0,010) + 1 ]=1.015nH. Agar signalning ko'tarilish vaqti 1ns bo'lsa, uning ekvivalent empedansi: XL=pL/T10-90=3,19Ō. Yuqori chastotali oqim u orqali o'tganda bunday impedansni e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. Quvvat qatlamini va zamin qatlamini ulashda bypass kondansatkichining ikkita tirgak orqali o'tishi kerakligiga alohida e'tibor qaratish lozim, shuning uchun vialarning parazitar indüktansı eksponent ravishda oshadi.

4. Yuqori tezlikda ishlaydigan PCBda teshikli dizayn Teshiklarning parazit xususiyatlarini yuqorida tahlil qilish orqali biz yuqori tezlikdagi PCB dizaynida oddiy ko'rinadigan teshiklar ko'pincha sxema dizayniga katta salbiy ta'sir ko'rsatishini ko'rishimiz mumkin. ta'sir. Vialarning parazitar ta'siridan kelib chiqadigan salbiy ta'sirlarni kamaytirish uchun dizaynda quyidagilarni bajarishga harakat qiling:

1. Narx va signal sifati jihatlaridan teshik orqali o'rtacha hajmni tanlang. Misol uchun, 6-10-qatlam xotira moduli PCB dizayni uchun 10/20Mil (burg'ulash/pad) yo'llardan foydalanish yaxshidir. Ba'zi yuqori zichlikdagi, kichik o'lchamli taxtalar uchun siz 8/18Mil vizalardan ham foydalanishga harakat qilishingiz mumkin. teshik. Mavjud texnik sharoitlarda kichikroq o'lchamdagi viteslardan foydalanish qiyin. Quvvat yoki er ulagichlari uchun impedansni kamaytirish uchun kattaroq o'lchamlardan foydalanishni o'ylab ko'ring.

2. Yuqorida muhokama qilingan ikkita formuladan xulosa qilish mumkinki, yupqaroq PCB taxtasidan foydalanish vialarning ikkita parazit parametrlarini kamaytirish uchun foydalidir.

3. PCB platasidagi signal izlari qatlamlarini o'zgartirmaslikka harakat qiling, ya'ni keraksiz viteslardan foydalanmaslikka harakat qiling.

4. Quvvat va tuproq pinlari yaqin joyda burg'ulash kerak. Vizalar va pinlar orasidagi simlar qanchalik qisqa bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi, chunki ular indüktansning oshishiga olib keladi. Shu bilan birga, quvvat va tuproq simlari impedansni kamaytirish uchun imkon qadar qalin bo'lishi kerak.

5. Signal uchun yopiq halqani ta'minlash uchun signal qatlamini o'zgartiruvchi vizalar yaqiniga bir necha tuproqli viteslarni joylashtiring. Siz hatto PCB platasiga ko'p sonli keraksiz yer ulagichlarini joylashtirishingiz mumkin. Albatta, siz ham dizayningizda moslashuvchan bo'lishingiz kerak. Yuqorida muhokama qilingan via modeli - bu har bir qatlamda yostiqchaga ega bo'lgan holat. Ba'zan, biz ba'zi qatlamlardagi yostiqlarni kamaytirishimiz yoki hatto olib tashlashimiz mumkin. Ayniqsa, teshiklarning zichligi juda yuqori bo'lsa, mis qatlamidagi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan singan truba sabab bo'lishi mumkin. Ushbu muammoni hal qilish uchun, vizalarning o'rnini ko'chirishdan tashqari, biz mis qatlamiga vizalarni joylashtirishni ham ko'rib chiqishimiz mumkin. Plitalar hajmi kamayadi.