Priprava zasnove tiskanih vezij
1. Informacije, ki jih je treba zagotoviti s strojno opremo C
● Natančni shematski diagrami, vključno s papirnatimi in elektronskimi datotekami ter omrežnimi tabelami brez napak.
● Uradni BOM s kodami komponent. Inženir strojne opreme mora zagotoviti PODATKOVNI LIST ali fizični objekt za komponente, ki niso v knjižnici paketov, in določiti vrstni red, v katerem so definirani priključki.
● Navedite splošno postavitev tiskanega vezja ali lokacijo pomembnih enot in osrednjih vezij. Navedite strukturne diagrame tiskanega vezja, ki morajo prikazovati obliko tiskanega vezja, montažne luknje, pozicioniranje komponent, prepovedana območja in druge pomembne informacije.
2. Osnovne zahteve za oblikovanje pred oblikovanjem
● Visokotokovne komponente in omrežja z močjo 1 A ali več.
● Pomembni taktni signali, diferencialni signali in visokohitrostni digitalni signali.
● Analogni majhni signali in drugi zlahka moteči signali.
● Drugi posebni zahtevani signali.
3. Posebne zahteve
● Diferencialni distribucijski vodi, omrežja, ki zahtevajo oklop, omrežja z značilno impedanco, omrežja z enako zakasnitvijo itd.
● Prepovedana območja ožičenja za posebne komponente, odmike spajkalne paste, odprtine za spajkanje in druge posebne strukturne zahteve.
● Pozorno preberite sheme, da boste razumeli arhitekturo vezja in pogoje delovanja vezja.
● Potrdite kritična omrežja na tiskanem vezju in razumite zahteve glede zasnove za visokohitrostne komponente na podlagi temeljite komunikacije z inženirji strojne opreme.
Postopek oblikovanja
1. Pakiranje fiksnih komponent
● Odprite tabelo omrežij in prebrskajte vse pakete, da se prepričate, da so paketi vseh komponent pravilni in da knjižnica komponent vsebuje pakete vseh komponent, da so vse informacije v tabeli omrežij napisane z velikimi začetnicami, tako da je ena stran naložena s težavami ali da kosovnica tiskanega vezja ni neprekinjena, in da je specifično poimenovanje komponent poimenovano v skladu s standardiziranim poimenovanjem podjetja. Standardne komponente so vse pakirane v enotni knjižnici komponent podjetja.
● Za pakete, ki ne obstajajo v knjižnici komponent, mora inženir strojne opreme zagotoviti PODATKOVNI LIST komponente ali fizični objekt za izgradnjo knjižnice s strani osebe, specializirane za gradnjo knjižnice, in prositi drugo stranko za potrditev.
2. Vzpostavite okvir tiskanega vezja
● Ustvarite datoteko PCB v skladu z risbo strukture PCB ali ustrezno predlogo, vključno z montažnimi luknjami, območji brez ožičenja in drugimi sorodnimi informacijami.
● Dimenzioniranje. Natančna struktura tiskanega vezja mora biti navedena v plasti za vrtanje in zaprto kotiranje ni mogoče.
3. Uvozi omrežno tabelo
● Uvozite netlist in odpravite vse težave z nalaganjem. Vsaka programska oprema EDA je drugačna. Oglejte si vadnice, kako to rešiti.
● Če uporabljate programsko opremo EDA, morate seznam mrež uvoziti več kot dvakrat (brez kakršnega koli pozivnega sporočila), da potrdite, da je uvoz pravilen.
4. Postavitev tiskanega vezja
● Prvi korak je določitev referenčne točke. Referenčna točka je običajno postavljena na presečišče leve in spodnje mejne črte (ali presečišče podaljškovnih črt) ali na prvo blazinico vstavka tiskane plošče.
Ko je referenčna točka določena, bosta postavitev komponent in ožičenje temeljila na tej referenčni točki. Za postavitev je priporočljiva mreža 10-25 MIL.
● Najprej po potrebi zavarujte in zaklenite vse elemente z zahtevami po pozicioniranju.
● Osnovna načela postavitve:
① Upoštevajte načelo, da je težko pred lahkim in veliko pred majhnim.
② Razporeditev: Glavne originalne naprave lahko razporedite glede na vzorec pretoka signala s pomočjo sheme in grobe razporeditve, ki jo je zagotovil inženir strojne opreme.
③ Skupno število povezovalnih linij je čim krajše, s najkrajšimi kritičnimi signalnimi linijami.
④ Močne signale, šibke signale, signale visoke napetosti in signale šibke napetosti je treba popolnoma ločiti.
⑤ Visokofrekostne komponente morajo biti ustrezno razporejene.
⑥ Ločite analogne in digitalne signale.
● Za dele vezja iste strukture je treba, kjer koli je to mogoče, uporabiti simetrične postavitve.
● Optimizirajte postavitev glede na merila enakomerne porazdelitve, uravnoteženega težišča in estetsko privlačne postavitve.
● Komponente v isti vrstici morajo biti poravnane v smeri X ali Y. Polarizirane diskretne komponente v isti vrstici morajo biti prav tako poravnane v smeri X ali Y, da se olajša izdelava in odpravljanje napak.
● Komponente morajo biti nameščene tako, da omogočajo odpravljanje napak in vzdrževanje, majhne komponente ne smejo biti nameščene ob strani velikih komponent in okoli komponent, ki jih je treba odpraviti napake, mora biti dovolj prostora. Komponente, ki oddajajo toploto, morajo imeti dovolj prostora za odvajanje toplote. Toplotne komponente je treba hraniti stran od komponent, ki oddajajo toploto.
● Dvojno linijske komponente morajo biti med seboj oddaljene več kot 2 mm.
- mm. Majhne SMD komponente, kot so upori in kondenzatorji, morajo biti druga od druge oddaljene več kot 0.7 mm. Zunanjost kontaktnih ploskev SMD komponent mora biti od zunanje strani kontaktnih ploskev sosednjih komponent kartuše oddaljena več kot 2 mm. Vtične naprave ne smejo biti nameščene manj kot 5 mm od stisnjene komponente. SMD komponente ne smejo biti nameščene manj kot 5 mm od spajkalne površine.
● Ločilni kondenzator integriranega vezja mora biti čim bližje napajalnemu pinu čipa, pri čemer se uporablja načelo visoke frekvence kot najbližje povezave. Med njim, napajalnikom in ozemljitvijo mora biti najkrajši tokokrog.
● Premostitvena kapacitivnost mora biti enakomerno porazdeljena po integriranem vezju.
● Pri razporejanju komponent je treba upoštevati, da so komponente, ki uporabljajo isti napajalnik, čim bolj skupaj, da se olajša prihodnja ločitev napajanja.
● Namestitev uporovnih in kapacitivnih naprav, ki se uporabljajo za namene usklajevanja impedance, je treba racionalizirati glede na njihove lastnosti.
Razporeditev ujemajočih se kondenzatorjev in uporov mora biti jasno določena, ujemanje priključkov za več bremen pa mora biti nameščeno na skrajnem koncu signala.
● Ustrezni upor mora biti nameščen blizu pogonskega konca signala, razdalja pa običajno ne sme presegati 500
● Prilagodite znake. Vsi znaki ne smejo biti na zgornjem disku, da se zagotovi jasna vidljivost informacij o znakih po sestavljanju. Vsi znaki morajo biti v smeri X ali Y enaki. Velikost znakov in svilenih svinčnikov mora biti enotna.
● Postavite točko MARK na tiskano vezje.
5. Ožičenje tiskanih vezij
●Določanje prioritet kabliranja
① Načelo ohlapne gostote: Ožičenje začnite pri napravi z enostavnim priključkom na tiskani plošči in začnite ožičenje od območja z najohlapnejšo povezavo, da regulirate posamezno stanje.
② Načelo prioritete jedra: na primer, DDR RAM in drugi ključni deli morajo imeti prednost pri ožičenju, podobni signalni prenosni vodi pa morajo zagotavljati namensko plast, napajanje in ozemljitveno zanko. Druge manjše signale je treba obravnavati kot celoto in ne smejo biti v nasprotju s ključnimi signali.
③Prioriteta ključnih signalnih linij: napajanje, analogni majhni signali, visokohitrostni signali, signali ure in sinhronizacijski signali ter druge prednostne povezave ključnih signalov.
● Pravila ozemljitvenega tokokroga.
Pravilo minimalne zanke pomeni, da mora biti signalna linija in njena zanka, ki tvorita obroč, čim manjša, obroč pa mora biti čim manjša. Manjša kot je obroč, manj sevanja v zunanji svet, manjše je tudi število motenj, ki jih sprejema zunanji svet. Pri tem pravilu je treba pri delitvi ozemljitvene ravnine upoštevati porazdelitev ozemljitvene ravnine in pomembno poravnavo signala, da se preprečijo težave, ki jih povzročajo Sandinove reže na ozemljitveni ravnini itd.: pri dvoslojni zasnovi plošče je treba v primeru, da je dovolj prostora za napajanje, pustiti del ozemljitve, da se omogoči povečanje nekaterih potrebnih lukenj, ki bodo priključene na obe strani signala in učinkovito povezane z merilnikom. Nekateri ključni signali so namenjeni izolaciji ozemljitve, kar je potrebno za nekatere višjefrekvenčne zasnove. Pri nekaterih višjefrekvenčnih zasnovah je treba posebno pozornost nameniti signalni zanki ozemljitvene ravnine in priporočamo uporabo večplastnih plošč.
● Nadzor premešanja:
Medsebojne motnje med različnimi omrežji na tiskanem vezju, ki jih povzročajo dolge vzporedne povezave, so predvsem posledica porazdeljene kapacitivnosti in porazdeljene induktivnosti med vzporednimi linijami. Glavni ukrep za premagovanje motenj je povečanje razdalje med vzporednimi povezavami in upoštevanje pravila 3 W.
● Zaščita pred škodo:
Pravila ozemljitvene zanke pravzaprav ustrezajo tudi zmanjšanju površine signalne zanke, zlasti za nekatere pomembnejše signale, kot so taktni signali in sinhronizacijski signali: za nekatere posebej pomembne, zlasti visokofrekvenčne signale, je treba upoštevati zasnovo zaščitne strukture bakreno-osnega kabla, torej izolacijo leve in desne stacionarne linije navzgor in navzdol, pa tudi, kako učinkovito združiti zaščito tal in dejanske ozemljitvene ravnine.
● Pravila za nadzor smeri poravnave:
Sosednje plasti so poravnane v ortogonalno strukturo, da se izognemo različnim signalnim linijam v sosednjih plasteh v isto smer in s tem zmanjšamo nepotrebne medplastne motnje; kadar se je zaradi strukturnih omejitev plošče težko izogniti tej situaciji, zlasti pri visoki hitrosti signala, je treba upoštevati izolacijo ozemljitvene ravnine ožičenja in izolacijo signalne linije ozemljitvene signalne linije.
● Pravila za usklajevanje impedance:
Širina ožičenja mora biti v istem omrežju enaka. Spremembe v širini ožičenja lahko povzročijo neenakomernost karakteristične impedance ožičenja in odboje pri višjih hitrostih prenosa, čemur se je treba pri načrtovanju čim bolj izogniti. V določenih pogojih, kot so priključne žice konektorjev, priključne žice ohišja BGA in podobne konstrukcije, se morda ne bo mogoče izogniti spremembam v širini vodov, efektivna dolžina vmesnih neskladij pa mora biti čim manjša.
- Pravila za nadzor dolžine poravnave:
Pravila za nadzor dolžine poravnave, tj. pravilo kratkih linij, bi morala pri načrtovanju poskušati čim bolj skrajšati dolžino ožičenja, da bi zmanjšali težave z motnjami, ki jih povzroča dolžina poravnave. Še posebej pri nekaterih pomembnih signalnih linijah, kot je linija ure, je treba oscilator namestiti zelo blizu naprave. Za krmiljenje več naprav je treba glede na specifično situacijo določiti, katero omrežno topologijo uporabiti.
- Pravila za poševno rezanje:
Pri načrtovanju tiskanih vezij se je treba izogibati ostrim in pravim kotom, saj lahko povzročijo neželeno sevanje in slabo delovanje procesa. Vsi koti med linijami morajo biti ≥ 135°.
- Pravila integritete za napajalne in ozemljitvene plasti:
Pri območjih z visoko gostoto prevodnih lukenj je treba paziti, da se luknje ne povežejo med seboj v izkopanih območjih napajalne in ozemljitvene plasti, kar lahko povzroči delitev ravninske plasti, kar lahko poškoduje celovitost ravninske plasti in posledično poveča površino zanke signalnih vodov v ozemljitveni plasti.
- Pravilo 3W:
Da bi zmanjšali nedovoljene posege med črtami, je treba zagotoviti, da je razmik med črtami dovolj velik. Ko središče črte ni manjše od trikratnika širine črte, se lahko ohrani 3 % nemotenih električnih polj, kar je znano kot pravilo 70 W. Če želite doseči 3 % nemotenih električnih polj, lahko uporabite pravilo 98 W.
●Pravilo 20H:
Ker je električno polje med napajalno in ozemljitveno plastjo spremenljivo, se elektromagnetna motnja seva navzven na robovih plošče. Temu pravimo robni učinek. Napajalno plast je mogoče skrčiti navznoter, tako da se električno polje prevaja le znotraj meja ozemljitvene plasti. V smislu enega H (debelina dielektrika med napajalno in ozemljitveno plastjo) bo navznoter krčenje za 20H omejilo 70 % električnega polja na ozemljeni rob; navznoter krčenje za 100H pa bo omejilo 98 % električnega polja.
Pravila nastavitve
1. Urejanje vrstnega reda zlaganja
● V visokohitrostnih digitalnih vezjih morata biti napajalna in ozemljitvena plast čim bližje skupaj, brez vmesnih žic.
Vse plasti ožičenja so čim bližje ravnini, pri čemer je ozemljitvena ravnina prednostna kot izolacijska plast.
● Da bi zmanjšali interferenco med signali, morajo biti smeri signalov sosednjih plasti ožičenja pravokotne druga na drugo, in če se ni mogoče izogniti isti smeri, se je treba na vse pretege izogniti prekrivanju signalov v isti smeri sosednjih plasti signalov.
● Nastavite lahko več impedančnih plasti glede na zahteve. Impedančne plasti morajo biti jasno označene, bodite pozorni na izbiro referenčne plasti in vse signale z impedančnimi zahtevami razporedite na vrhu impedančne plasti.
2.Sširina vrstice, razmik med vrsticami
● Ko je povprečni signalni tok relativno velik, je treba upoštevati razmerje med širino črte in tokom. Za podrobnosti glejte naslednjo tabelo, tabelo prenosljivosti toka za bakreno-platinske žice različnih debelin in širin.
3.Nastavitev prevleke
Naslednjo tabelo lahko uporabite za nastavitev perforacijskih blazinic in premerov lukenj.
