Pan fydd lefel gwifrau PCB Gwell, gan wneud eich dyluniad PCB yn fwy effeithlon

Mae gosodiad PCB yn bwysig iawn yn y dyluniad pcb cyfan. Mae'n werth astudio a dysgu sut i gyflawni gwifrau cyflym ac effeithlon a gwneud i'ch gwifrau PCB edrych yn uchel. Rydym wedi datrys 7 agwedd y mae angen rhoi sylw iddynt mewn cynllun PCB. Gadewch i ni wirio a llenwi'r bylchau!

1. prosesu tir cyffredin o gylchedau digidol a chylchedau analog

Y dyddiau hyn, nid yw llawer o PCBs bellach yn gylchedau swyddogaethol sengl (cylchedau digidol neu analog), ond maent yn cynnwys cymysgedd o gylchedau digidol a chylchedau analog. Felly, mae angen ystyried yr ymyrraeth cilyddol rhyngddynt wrth weirio, yn enwedig yr ymyrraeth sŵn ar y llinell ddaear. Mae amlder cylchedau digidol yn uchel, ac mae sensitifrwydd cylchedau analog yn gryf. Ar gyfer llinellau signal, dylai llinellau signal amledd uchel fod mor bell i ffwrdd o ddyfeisiau cylched analog sensitif â phosibl. Ar gyfer llinellau daear, dim ond un nod sydd gan y PCB cyfan i'r byd y tu allan, felly mae'n rhaid delio â phroblem tir cyffredin digidol ac analog y tu mewn i'r PCB. Fodd bynnag, mae'r ddaear ddigidol a'r ddaear analog mewn gwirionedd wedi'u gwahanu y tu mewn i'r bwrdd. Nid ydynt yn gysylltiedig â'i gilydd, ond dim ond ar y rhyngwyneb lle mae'r PCB yn cysylltu â'r byd y tu allan (fel plygiau, ac ati). Mae'r ddaear ddigidol ychydig yn fyrrach i'r ddaear analog, nodwch mai dim ond un pwynt cysylltu sydd. Mae yna wahanol dir hefyd ar y PCB, sy'n cael ei bennu gan ddyluniad y system.

2. Mae'r llinellau signal yn cael eu gosod ar yr haen drydanol (ddaear).

Wrth weirio byrddau printiedig aml-haen, nid oes llawer o linellau anorffenedig ar ôl ar yr haen llinell signal. Bydd ychwanegu mwy o haenau yn achosi gwastraff ac yn cynyddu llwyth gwaith cynhyrchu, a bydd y gost hefyd yn cynyddu yn unol â hynny. I ddatrys y gwrth-ddweud hwn, gallwch ystyried gwifrau ar yr haen drydanol (ddaear). Dylid ystyried yr haen pŵer yn gyntaf, ac yna'r haen ddaear. Oherwydd bod uniondeb y ffurfiad yn cael ei gadw.

3. Trin coesau cysylltu mewn dargludyddion ardal fawr

Mewn sylfaen ardal fawr (trydan), mae coesau cydrannau a ddefnyddir yn gyffredin wedi'u cysylltu ag ef. Mae angen rhoi ystyriaeth gynhwysfawr i drin y coesau cysylltu. O ran perfformiad trydanol, mae'n well i badiau'r coesau cydran gael eu cysylltu'n llawn â'r wyneb copr, ond ar gyfer Mae rhai peryglon cudd yn y cynulliad weldio o gydrannau, megis: ① Mae angen gwresogydd pŵer uchel ar weldio . ② Mae'n hawdd achosi cymalau solder rhithwir. Felly, gan gymryd i ystyriaeth y perfformiad trydanol a gofynion y broses, gwneir pad sodr traws-siâp, a elwir yn darian gwres, a elwir yn gyffredin pad thermol (Thermol). Yn y modd hwn, gellir dileu'r posibilrwydd o uniadau solder rhithwir oherwydd afradu gwres trawstoriad gormodol yn ystod weldio. Mae rhyw yn cael ei leihau'n fawr. Mae triniaeth coesau haen pŵer (daear) byrddau aml-haen yr un peth.

4. Rôl system rhwydwaith mewn gwifrau

Mewn llawer o systemau CAD, pennir gwifrau yn seiliedig ar y system rhwydwaith. Os yw'r grid yn rhy drwchus, er bod nifer y sianeli yn cynyddu, mae'r camau'n rhy fach ac mae swm y data yn y maes delwedd yn rhy fawr. Mae'n anochel y bydd gan hyn ofynion uwch ar gyfer gofod storio'r ddyfais, a bydd hefyd yn effeithio ar gyflymder cyfrifiadurol cynhyrchion electronig cyfrifiadurol. effaith fawr. Mae rhai llwybrau'n annilys, fel y rhai sy'n cael eu defnyddio gan badiau'r coesau cydrannau neu'n cael eu meddiannu gan dyllau mowntio a thyllau mowntio. Bydd rhwyll rhy denau a rhy ychydig o sianeli yn cael effaith fawr ar y gyfradd llwybro. Felly, rhaid cael system grid resymol i gefnogi gwifrau. Y pellter rhwng coesau cydran safonol yw {{0}}.1 modfedd (2.54mm), felly mae sail y system grid wedi'i osod yn gyffredinol i 0.1 modfedd (2.54 mm) neu luosrif annatod llai na {{10}}.1 modfedd, megis: 0.05 modfedd, 0.025 modfedd, 0.02 modfedd ac ati.

5. Trin cyflenwad pŵer a gwifrau daear

Hyd yn oed os cwblheir y gwifrau yn y bwrdd PCB cyfan yn dda, bydd ymyrraeth a achosir gan ystyriaeth annigonol o gyflenwad pŵer a gwifrau daear yn diraddio perfformiad y cynnyrch ac weithiau hyd yn oed yn effeithio ar gyfradd llwyddiant y cynnyrch. Felly, rhaid cymryd gwifrau cyflenwad pŵer a gwifrau daear o ddifrif i leihau'r ymyrraeth sŵn a gynhyrchir gan gyflenwad pŵer a gwifrau daear i sicrhau ansawdd y cynnyrch. Mae pob peiriannydd sy'n ymwneud â dylunio cynhyrchion electronig yn deall achos sŵn rhwng y wifren ddaear a'r wifren bŵer. Nawr rydyn ni'n disgrifio'r ataliad sŵn llai yn unig: yr hyn sy'n adnabyddus yw ychwanegu sŵn rhwng y cyflenwad pŵer a'r wifren ddaear. Cynhwysydd gwraidd Lotus. Ehangwch y pŵer a'r gwifrau daear gymaint â phosib. Mae'r wifren ddaear yn ehangach na'r wifren bŵer. Eu perthynas yw: gwifren ddaear > gwifren pŵer > gwifren signal. Fel arfer lled y wifren signal yw: 0.2~0.3mm, a gall y lled mân fod hyd at 0.05~0.07mm. , mae'r llinyn pŵer yn 1.2 ~ 2.5 mm. Ar gyfer PCBs cylched digidol, gellir defnyddio gwifrau daear eang i ffurfio dolen, hynny yw, i ffurfio rhwydwaith daear (ni ellir defnyddio daear cylchedau analog yn y modd hwn). Defnyddiwch ardal fawr o haen gopr ar gyfer gwifrau daear, a'r rhai nas defnyddiwyd ar y bwrdd printiedig Mae pob man wedi'i gysylltu â'r ddaear ac yn cael ei ddefnyddio fel gwifrau daear. Neu gellir ei wneud yn fwrdd aml-haen, gyda chyflenwad pŵer a gwifrau daear yn meddiannu un haen yr un.

6. Gwirio Rheol Dylunio (DRC)

Ar ôl i'r dyluniad gwifrau gael ei gwblhau, mae angen gwirio'n ofalus a yw'r dyluniad gwifrau yn cydymffurfio â'r rheolau a osodwyd gan y dylunydd. Mae hefyd angen cadarnhau a yw'r rheolau a osodwyd yn bodloni anghenion y broses gynhyrchu bwrdd printiedig. Mae arolygiadau cyffredinol yn cynnwys yr agweddau canlynol: llinell i linell, llinell i linell. P'un a yw'r pellter rhwng padiau cydran, llinellau a thyllau trwodd, padiau cydran a thyllau trwodd, a thrwy dyllau yn rhesymol, ac a yw'n bodloni gofynion cynhyrchu. A yw'r pŵer a'r gwifrau daear o led priodol, ac a yw'r pŵer a'r gwifrau daear wedi'u cysylltu'n dynn (rhwystriant tonnau isel)? A oes unrhyw le yn y PCB lle gellir ehangu'r wifren ddaear? A gymerwyd mesurau ar gyfer llinellau signal allweddol, megis hyd byr, llinellau amddiffynnol, a llinellau mewnbwn a llinellau allbwn wedi'u gwahanu'n glir? A oes gan y rhannau cylched analog a chylched digidol wifrau daear annibynnol? A fydd graffeg (fel eiconau, labeli) a ychwanegir at y PCB yn ddiweddarach yn achosi cylchedau byr signal. Addasu rhai siapiau llinell anfoddhaol. A oes llinellau proses wedi'u hychwanegu at y PCB? P'un a yw'r mwgwd solder yn bodloni gofynion y broses gynhyrchu, p'un a yw maint y mwgwd sodr yn briodol, ac a yw'r nod cymeriad yn cael ei wasgu ar y pad dyfais er mwyn osgoi effeithio ar ansawdd y cynulliad trydanol. A yw ymyl ffrâm allanol yr haen ddaear cyflenwad pŵer mewn bwrdd amlhaenog wedi'i leihau? Os yw ffoil copr haen ddaear y cyflenwad pŵer yn agored y tu allan i'r bwrdd, mae'n hawdd achosi cylched byr.

7. Dyluniad y via

Mae Via (trwy) yn un o gydrannau pwysig PCB aml-haen. Mae cost drilio fel arfer yn cyfrif am 30% i 40% o gost gweithgynhyrchu bwrdd PCB. Yn syml, gellir galw pob twll ar y PCB yn via. O safbwynt swyddogaethol, gellir rhannu vias yn ddau gategori: defnyddir un ar gyfer cysylltiadau trydanol rhwng haenau; defnyddir y llall ar gyfer gosod neu leoli dyfeisiau. O safbwynt proses, yn gyffredinol rhennir vias yn dri chategori, sef vias dall, vias claddedig a thrwy vias.

Mae tyllau dall wedi'u lleoli ar arwynebau uchaf a gwaelod byrddau cylched printiedig. Mae ganddynt ddyfnder penodol ac fe'u defnyddir i gysylltu'r cylchedau arwyneb a'r cylchedau mewnol isod. Nid yw dyfnder y tyllau fel arfer yn fwy na chymhareb benodol (agorfa). Mae vias wedi'u claddu yn cyfeirio at dyllau cysylltiad sydd wedi'u lleoli ar haen fewnol bwrdd cylched printiedig ac nid ydynt yn ymestyn i wyneb y bwrdd cylched. Mae'r ddau fath uchod o dyllau wedi'u lleoli yn haen fewnol y bwrdd cylched. Cânt eu cwblhau gan ddefnyddio'r broses ffurfio twll trwodd cyn lamineiddio. Yn ystod y broses ffurfio twll trwodd, gellir gorgyffwrdd sawl haen fewnol. Gelwir y trydydd math yn dwll trwodd, sy'n mynd trwy'r bwrdd cylched cyfan a gellir ei ddefnyddio i weithredu rhyng-gysylltiadau mewnol neu fel tyllau lleoli mowntio ar gyfer cydrannau. Oherwydd bod tyllau trwodd yn haws i'w gweithredu mewn technoleg a bod ganddynt gostau is, fe'u defnyddir yn y mwyafrif o fyrddau cylched printiedig yn lle'r ddau dyllau trwy dyllau eraill. Ystyrir bod y tyllau trwodd canlynol yn dyllau trwodd oni nodir yn wahanol.

1. O safbwynt dylunio, mae twll tro yn bennaf yn cynnwys dwy ran, un yw'r twll drilio yn y canol, a'r llall yw'r ardal pad o amgylch y twll drilio. Mae maint y ddwy ran hyn yn pennu maint y via. Yn amlwg, wrth ddylunio PCBs cyflym, dwysedd uchel, mae dylunwyr bob amser yn gobeithio y dylai'r vias fod mor fach â phosibl, fel y gellir gadael mwy o le gwifrau ar y bwrdd. Yn ogystal, po leiaf yw'r vias, y lleiaf yw eu cynhwysedd parasitig eu hunain. Po leiaf ydyw, y mwyaf addas ydyw ar gyfer cylchedau cyflym. Fodd bynnag, mae'r gostyngiad ym maint y twll hefyd yn arwain at gynnydd yn y gost, ac ni ellir lleihau maint y twll trwodd am gyfnod amhenodol. Mae'n gyfyngedig gan ddrilio (dril) ac electroplatio (platio) a thechnolegau proses eraill: po leiaf yw'r twll, y anoddaf yw drilio. Po hiraf y mae'r twll yn ei gymryd, yr hawsaf yw gwyro o'r canol; a phan fydd dyfnder y twll yn fwy na 6 gwaith diamedr y twll wedi'i ddrilio, nid oes unrhyw sicrwydd y bydd wal y twll wedi'i blatio'n gyfartal â chopr. Er enghraifft, mae trwch presennol (trwy ddyfnder twll) bwrdd PCB haen 6- arferol tua 50 Mil, felly dim ond 8 Mil y gall y diamedr drilio y gall y gwneuthurwr PCB ei ddarparu gyrraedd 8 Mil.

2. Cynhwysedd parasitig y twll trwodd Mae gan y twll trwodd ei hun gynhwysedd parasitig i'r ddaear. Os yw'n hysbys bod diamedr twll ynysu y twll trwy ar yr haen ddaear yn D2, diamedr y pad twll trwy yw D1, a thrwch y bwrdd PCB yw T, cysonyn dielectrig y swbstrad bwrdd yw ε, yna mae maint cynhwysedd parasitig y twll trwodd tua: C=1.41εTD1/(D2-D1) Prif effaith cynhwysedd parasitig y twll via ar y gylched yw ymestyn amser codiad y signal a lleihau cyflymder y gylched. Er enghraifft, ar gyfer bwrdd PCB gyda thrwch o 50 Mil, os yw twll via gyda diamedr mewnol o 10 Mil a diamedr pad o 2{{20} } Defnyddir Mil, a'r pellter rhwng y pad a'r arwynebedd copr daear yw 32 Mil, gallwn gyfrifo'r twll trwy'r fformiwla uchod yn fras. Cynhwysedd parasitig yw: C=1.41x4.4x{{31 }}.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF. Y newid mewn amser codi a achosir gan y rhan hon o'r cynhwysedd yw: T10-90=2.2C (Z0/2)({29}}.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Gellir gweld o'r gwerthoedd hyn, er nad yw effaith arafu'r oedi cynnydd a achosir gan gynhwysedd parasitig un trwodd yn amlwg iawn, y dylai dylunwyr ei ystyried yn ofalus o hyd os defnyddir vias sawl gwaith yn y gwifrau ar gyfer newid rhwng haenau. .

3. Anwythiad parasitig vias Yn yr un modd, mae cynhwysedd parasitig mewn vias a inductances parasitig. Wrth ddylunio cylchedau digidol cyflym, mae'r niwed a achosir gan inductance parasitig vias yn aml yn fwy nag effaith cynhwysedd parasitig. Bydd ei inductance cyfres parasitig yn gwanhau cyfraniad y cynhwysydd ffordd osgoi ac yn gwanhau effaith hidlo'r system bŵer gyfan. Gallwn ddefnyddio'r fformiwla ganlynol i gyfrifo'n syml anwythiad parasitig bras a trwy: L=5. 08h [ln (4h/d) + 1] lle mae L yn cyfeirio at anwythiad o y via, h yw hyd y via, a d yw'r canol Mae diamedr y twll wedi'i ddrilio. Gellir gweld o'r fformiwla bod diamedr y twll trwodd yn cael effaith fach ar yr anwythiad, ond mae hyd y twll trwodd yn effeithio ar yr anwythiad. Gan ddefnyddio'r enghraifft uchod o hyd, gellir cyfrifo anwythiad y via fel: L=5.08x0.050 [ln (4x0.050/0.010) + 1 ]=1.015nH. Os yw amser codiad y signal yn 1ns, yna ei rwystr cyfatebol yw: XL=πL/T10-90=3.19Ω. Ni ellir anwybyddu rhwystriant o'r fath pan fydd cerrynt amledd uchel yn llifo drwyddo. Dylid rhoi sylw arbennig i'r ffaith bod angen i'r cynhwysydd ffordd osgoi basio trwy ddwy ffordd wrth gysylltu'r haen bŵer a'r haen ddaear, felly bydd inductance parasitig y vias yn cynyddu'n esbonyddol.

4. Dyluniad trwy dwll mewn PCB cyflym Trwy'r dadansoddiad uchod o nodweddion parasitig tyllau trwodd, gallwn weld, mewn dylunio PCB cyflym, bod tyllau trwy-dyllau sy'n ymddangos yn syml yn aml yn dod ag effeithiau negyddol mawr i ddyluniad y gylched. effaith. Er mwyn lleihau'r effeithiau andwyol a achosir gan effeithiau parasitig vias, ceisiwch wneud y canlynol yn y dyluniad:

1. O'r agweddau ar gost ac ansawdd y signal, dewiswch faint rhesymol trwy dwll. Er enghraifft, ar gyfer 6-10-dylunio PCB modiwl cof haen, mae'n well defnyddio vias 10/20Mil (drilio / pad). Ar gyfer rhai byrddau dwysedd uchel, maint bach, gallwch hefyd geisio defnyddio vias 8/18Mil. twll. O dan amodau technegol presennol, mae'n anodd defnyddio vias maint llai. Ar gyfer vias pŵer neu ddaear, ystyriwch ddefnyddio meintiau mwy i leihau rhwystriant.

2. O'r ddwy fformiwla a drafodwyd uchod, gellir dod i'r casgliad bod defnyddio bwrdd PCB teneuach yn fuddiol i leihau dau baramedr parasitig y vias.

3. Ceisiwch beidio â newid haenau o olion signal ar y bwrdd PCB, hynny yw, ceisiwch beidio â defnyddio vias diangen.

4. Dylid drilio'r pinnau pŵer a daear gerllaw. Y byrraf yw'r gwifrau rhwng y vias a'r pinnau, y gorau, oherwydd byddant yn achosi cynnydd mewn anwythiad. Ar yr un pryd, dylai'r pŵer a'r gwifrau daear fod mor drwchus â phosibl i leihau rhwystriant.

5. Rhowch rai vias daear ger y vias newid haen signal i ddarparu dolen agos ar gyfer y signal. Gallwch hyd yn oed osod nifer fawr o vias tir segur ar y bwrdd PCB. Wrth gwrs, mae angen i chi hefyd fod yn hyblyg yn eich dyluniad. Mae'r model trwy a drafodwyd yn gynharach yn achos lle mae pad ar bob haen. Weithiau, gallwn leihau neu hyd yn oed dynnu'r padiau ar rai haenau. Yn enwedig pan fo dwysedd tyllau trwodd yn uchel iawn, gall achosi rhigol wedi'i dorri i ynysu'r gylched yn yr haen gopr. I ddatrys y broblem hon, yn ogystal â symud lleoliad y vias, gallwn hefyd ystyried gosod y vias yn yr haen gopr. Mae maint y pad yn cael ei leihau.