Përgatitja e Dizajnit të PCB-së
1. Informacioni që duhet të ofrohet me pajisjet C
●Diagrame skematike të sakta, duke përfshirë skedarë në letër dhe elektronikë dhe tabela rrjeti pa gabime.
● Një BOM zyrtar me kodet e komponentëve. Inxhinieri i harduerit duhet të ofrojë një DATASHEET ose një objekt fizik për komponentët që nuk janë në bibliotekën e paketave dhe të specifikojë rendin në të cilin përcaktohen pin-et.
● Jepni një plan të përgjithshëm të PCB-së ose vendndodhjen e njësive të rëndësishme dhe qarqeve kryesore. Jepni diagramet e strukturës së PCB-së, të cilat duhet të tregojnë formën e PCB-së, vrimat e montimit, pozicionimin e komponentëve, zonat e ndaluara dhe informacione të tjera përkatëse.
2. Kërkesat themelore të projektimit para dizajnit
● Komponentë dhe rrjete me rrymë të lartë prej 1A ose më shumë.
● Sinjale të rëndësishme të orës, sinjale diferenciale dhe sinjale dixhitale me shpejtësi të lartë.
● Sinjale të vogla analoge dhe sinjale të tjera që çrregullohen lehtë.
● Sinjale të tjera të kërkuara speciale.
3. Shënime për kërkesa të veçanta
● Linjat diferenciale të shpërndarjes, rrjetet që kërkojnë mbrojtje, rrjetet me impedancë karakteristike, rrjetet me vonesë të barabartë, etj.
● Zona të ndaluara të instalimeve elektrike për komponentë të veçantë, zhvendosje të pastës së saldimit, hapje të rezistencës së saldimit dhe kërkesa të tjera të veçanta strukturore.
● Lexoni me kujdes skemat për të kuptuar arkitekturën e qarkut dhe për të kuptuar kushtet e funksionimit të tij.
● Konfirmoni rrjetet kritike në PCB dhe kuptoni kërkesat e projektimit për komponentët me shpejtësi të lartë bazuar në komunikim të plotë me inxhinierët e pajisjeve.
Procesi i Projektimit
1. Paketimi i komponentëve të fiksuar
● Hapni tabelën e rrjetit dhe shfletoni të gjitha paketat për t'u siguruar që paketat e të gjithë komponentëve janë të sakta dhe që biblioteka e komponentëve përmban paketat e të gjithë komponentëve, dhe që të gjitha informacionet në tabelën e rrjetit janë shkruar me shkronja kapitale, në mënyrë që njëra anë të jetë e ngarkuar me probleme ose BOM i PCB-së të mos jetë i vazhdueshëm, dhe që emërtimi specifik i komponentëve të emërtohet në përputhje me emërtimin standard të kompanisë. Komponentët standardë janë të gjithë të paketuar në bibliotekën e unifikuar të komponentëve të kompanisë.
● Për paketat që nuk ekzistojnë në bibliotekën e komponentëve, inxhinieri i harduerit duhet të sigurojë DATASHEET-in e komponentëve ose objektin fizik për të ndërtuar bibliotekën nga personi i specializuar në ndërtimin e bibliotekës dhe t'i kërkojë palës tjetër ta konfirmojë.
2. Vendosni kornizën e bordit PCB
● Krijoni një skedar PCB sipas vizatimit të strukturës së PCB-së ose shabllonit përkatës, duke përfshirë vrimat e montimit, zonat pa instalime elektrike dhe informacione të tjera përkatëse.
● Dimensionimi. Struktura e saktë e PCB-së duhet të tregohet në shtresën e shpimit dhe dimensionimi i mbyllur nuk është i mundur.
3. Importoni tabelën e rrjetit
● Importoni listën e rrjetit dhe zgjidhni të gjitha problemet e ngarkimit, çdo softuer EDA është i ndryshëm, shikoni tutorialet se si ta trajtoni këtë.
● Nëse përdorni softuer EDA, lista e rrjetit duhet të importohet më shumë se dy herë (pa ndonjë mesazh nxitës) për të konfirmuar që importimi është i saktë.
4. Paraqitja e PCB-së
● Hapi i parë është përcaktimi i pikës së referencës. Në përgjithësi, pika e referencës vendoset në kryqëzimin e vijave kufitare të majtë dhe të poshtme (ose kryqëzimin e vijave zgjatuese) ose në bllokun e parë të futjes së tabelës së printuar.
Pasi të përcaktohet pika e referencës, paraqitja e komponentëve dhe instalimet elektrike do të bazohen në këtë pikë reference. Për paraqitjen rekomandohet një rrjetë 10-25 MIL.
● Siguroni dhe kyçni të gjithë elementët me kërkesat e pozicionimit së pari, sipas nevojës.
● Parimet themelore të paraqitjes:
① Ndiqni parimin e vendosjes së të vështirës para të lehtës dhe të madhes para të vogëls.
② Paraqitja: Mund t'i referoheni skemës dhe paraqitjes së përafërt të ofruar nga inxhinieri i pajisjeve dhe të vendosni pajisjet kryesore origjinale sipas modelit të rrjedhës së sinjalit.
③ Totali i linjave lidhëse është sa më i shkurtër të jetë e mundur, me linjat më të shkurtra të sinjalit kritik.
④ Sinjalet e forta, sinjalet e dobëta, sinjalet e tensionit të lartë dhe sinjalet e tensionit të dobët duhet të ndahen plotësisht.
⑤ Komponentët me frekuencë të lartë duhet të jenë të vendosur në mënyrë të përshtatshme.
⑥ Ndani sinjalet analoge dhe dixhitale.
● Paraqitjet simetrike duhet të përdoren sa herë që është e mundur për pjesët e qarkut me të njëjtën strukturë.
● Optimizoni planimetrinë sipas kritereve të shpërndarjes së barabartë, qendrës së ekuilibruar të gravitetit dhe planimetrisë estetikisht të këndshme.
● Komponentët në të njëjtin rresht duhet të jenë të rreshtuar në drejtimin X ose Y. Komponentët diskretë të polarizuar në të njëjtin rresht duhet gjithashtu të jenë të rreshtuar në drejtimin X ose Y për të lehtësuar prodhimin dhe debugging-un.
● Komponentët duhet të vendosen në një mënyrë që lehtëson debugging-un dhe mirëmbajtjen, asnjë komponent i vogël nuk duhet të vendoset në anën e komponentëve të mëdhenj dhe duhet të ketë hapësirë të mjaftueshme rreth komponentëve që duhet të debuggohen. Komponentët që gjenerojnë nxehtësi duhet të kenë hapësirë të mjaftueshme për shpërndarjen e nxehtësisë. Komponentët termikë duhet të mbahen larg komponentëve që gjenerojnë nxehtësi.
● Komponentët e dyfishtë të lidhur duhet të jenë më shumë se 2 mm larg njëri-tjetrit.
- mm. Komponentët e vegjël SMD, siç janë rezistorët dhe kondensatorët, duhet të jenë më shumë se 0.7 mm larg njëri-tjetrit. Pjesa e jashtme e jastëkëve të komponentëve SMD duhet të jetë më shumë se 2 mm nga pjesa e jashtme e jastëkëve të komponentëve fqinjë të fishekëve. Pajisjet e prizës nuk duhet të vendosen brenda 5 mm nga një komponent i ngjeshur. Komponentët SMD nuk duhet të vendosen brenda 5 mm nga sipërfaqja e saldimit.
● Kondensatori i shkëputjes së qarkut të integruar duhet të jetë sa më afër të jetë e mundur me pinin e furnizimit me energji të çipit, me frekuencë të lartë si parim i afërsisë më të afërt. Qarku më i shkurtër duhet të formohet midis tij dhe furnizimit me energji dhe tokëzimit.
● Kapaciteti i bypass-it duhet të shpërndahet në mënyrë të barabartë rreth qarkut të integruar.
● Gjatë vendosjes së komponentëve, komponentët që përdorin të njëjtin furnizim me energji duhet të merren në konsideratë të vendosen së bashku sa më shumë që të jetë e mundur për të lehtësuar ndarjen e furnizimit me energji në të ardhmen.
● Vendosja e pajisjeve rezistive dhe kapacitive të përdorura për qëllime të përputhjes së impedancës duhet të racionalizohet sipas vetive të tyre.
Paraqitja e kondensatorëve dhe rezistorëve që përputhen duhet të përcaktohet qartë, dhe përputhja e terminalit për ngarkesa të shumëfishta duhet të vendoset në skajin më të largët të sinjalit.
● Paraqitja e rezistencës përkatëse duhet të jetë afër fundit të sinjalit, dhe distanca në përgjithësi nuk është më e gjatë se 500
● Rregulloni karakteret. Asnjë karakter nuk duhet të jetë në diskun e sipërm për t'u siguruar që informacioni i karaktereve mund të shihet qartë pas montimit. Të gjithë karakteret duhet të jenë të njëtrajtshëm në drejtimin X ose Y. Madhësia e karaktereve dhe e shkronjave të mëndafshta duhet të jetë uniforme.
● Vendosni pikën MARK të PCB-së.
5. Instalimet e PCB-së
● Prioritizimi i kabllove
① Parimi i dendësisë së lirshme: Filloni instalimet elektrike nga pajisja me lidhje të thjeshtë në tabelën e printuar dhe filloni instalimet elektrike nga zona me lidhjen më të lirshme për të rregulluar gjendjen individuale.
2. Parimi i përparësisë së bërthamës: për shembull, DDR RAM dhe pjesëve të tjera të bërthamës duhet t'u jepet përparësi instalimeve elektrike, linjat e transmetimit të sinjalit të ngjashëm duhet të ofrojnë një shtresë të dedikuar, energji, qark tokëzimi. Sinjalet e tjera të vogla duhet të konsiderohen si një e tërë dhe nuk duhet të bien ndesh me sinjalet kryesore.
③ Prioriteti i linjës së sinjalit kryesor: furnizimi me energji, sinjale të vogla analoge, sinjale me shpejtësi të lartë, sinjale ore dhe sinjale sinkronizimi dhe sinjale të tjera kryesore me përparësi instalime elektrike.
● Rregullat e qarkut të tokëzimit.
Rregulli minimal i lakut, domethënë, linja e sinjalit dhe laku i saj përbëjnë zonën e unazës duhet të jenë sa më të vogla të jetë e mundur, zona e unazës duhet të jetë sa më e vogël të jetë e mundur, sa më e vogël të jetë zona e unazës, aq më pak rrezatim në botën e jashtme, duke marrë dhjetë shqetësime nga bota e jashtme është gjithashtu më e vogël. Për këtë rregull, në ndarjen e planit të tokëzimit, duhet të merret parasysh shpërndarja e planit të tokëzimit dhe shtrirja e rëndësishme e sinjalit, për të parandaluar problemet e shkaktuara nga hapësirat e planit të tokëzimit Sandin, etj.: në projektimin e bordit me dy shtresa, në rastin e lënies së hapësirës së mjaftueshme për furnizimin me energji, duhet të lihet pas për të mbushur pjesën e tokëzimit me referencë për të lejuar rritjen e disa prej vrimave të nevojshme, do të lidhet në të dyja anët e sinjalit të lidhur në mënyrë efektive me matësin, disa sinjale kyçe përpiqen të izolojnë përdorimin e tokëzimit për disa nga dizajnet me frekuencë më të lartë, kërkojnë konsideratë të veçantë. Për disa dizajne me frekuencë më të lartë, duhet t'i kushtohet vëmendje e veçantë lakut të sinjalit të planit të tokëzimit, dhe rekomandohet përdorimi i bordeve me shumë shtresa.
● Kontroll i ngatërrimit:
Ndërhyrja e ndërsjellë midis rrjeteve të ndryshme në PCB e shkaktuar nga instalimet e gjata paralele është kryesisht për shkak të rolit të kapacitetit të shpërndarë dhe induktancës së shpërndarë midis linjave paralele. Masa kryesore për të kapërcyer ndërhyrjen është rritja e distancës midis instalimeve paralele dhe ndjekja e rregullit 3W.
● Mbrojtje mbrojtëse:
Në fakt, rregullat e lakut të tokëzimit korrespondojnë edhe me minimizimin e zonës së lakut të sinjalit, më shumë për disa nga sinjalet më të rëndësishme, siç janë sinjalet e orës, sinjalet e sinkronizimit: për disa sinjale veçanërisht të rëndësishme, veçanërisht me frekuencë të lartë, duhet të merret në konsideratë përdorimi i dizajnit të strukturës mbrojtëse të kabllove me bosht bakri, domethënë, linja e rrobave lart e poshtë izolimit të vijës tokësore majtas dhe djathtas, por edhe të merret në konsideratë se si të lejohet në mënyrë efektive mbrojtja e tokës dhe planit aktual të tokëzimit të kombinohet në mënyrë efektive.
● Rregullat për kontrollin e drejtimit të shtrirjes:
Shtresat ngjitur të drejtimit të shtrirjes në një strukturë ortogonale për të shmangur linjat e sinjalit të ndryshëm në shtresat ngjitur në të njëjtin drejtim, në mënyrë që të zvogëlohen ndërhyrjet e panevojshme ndër-shtresore; kur për shkak të kufizimeve strukturore të bordit është e vështirë të shmanget situata, veçanërisht kur shkalla e sinjalit është e lartë, duhet të merret në konsideratë izolimi i planit të tokëzimit të shtresës së instalimeve elektrike, izolimi i linjës së sinjalit të tokëzimit të linjës së sinjalit.
● Rregullat e përputhjes së impedancës:
Gjerësia e instalimeve elektrike duhet të jetë e qëndrueshme në të njëjtin rrjet. Ndryshimet në gjerësinë e instalimeve elektrike mund të shkaktojnë pabarazi në impedancën karakteristike të instalimeve elektrike dhe reflektime në shpejtësi më të larta transmetimi, të cilat duhet të shmangen sa më shumë që të jetë e mundur në projektim. Nën kushte të caktuara, siç janë telat e përçuesve të lidhësit, telat e përçuesve të paketimit BGA dhe ndërtime të ngjashme, mund të mos jetë e mundur të shmangen ndryshimet në gjerësinë e linjës, dhe gjatësia efektive e mospërputhjeve të ndërmjetme duhet të minimizohet.
- Rregullat e kontrollit të gjatësisë së shtrirjes:
Rregullat e kontrollit të gjatësisë së shtrirjes, domethënë rregulli i vijës së shkurtër, në dizajn duhet të përpiqen ta bëjnë gjatësinë e instalimeve elektrike sa më të shkurtër të jetë e mundur, në mënyrë që të zvogëlojnë problemet e ndërhyrjes të shkaktuara nga gjatësia e shtrirjes, veçanërisht disa linja të rëndësishme sinjali, siç është linja e orës, sigurohuni që oscilatori i saj të vendoset në një vend shumë afër pajisjes. Për drejtimin e pajisjeve të shumta, duhet të vendoset se çfarë lloj topologjie rrjeti të përdoret sipas situatës specifike.
- Rregullat e prerjes së pjerrët:
Këndet e mprehta dhe të drejta duhen shmangur në projektimin e PCB-së, të cilat gjenerojnë rrezatim të padëshiruar, si dhe performancë të dobët të procesit. Të gjitha këndet vijë me vijë duhet të jenë ≥ 135°.
- Rregullat e integritetit për shtresat e fuqisë dhe tokës:
Për zonat me një dendësi të lartë të vrimave të përçueshmërisë, duhet treguar kujdes për të shmangur ndërlidhjen e vrimave në zonat e gërmuara të shtresave të energjisë dhe tokës, duke krijuar një ndarje të shtresës planare, e cila mund të dëmtojë integritetin e shtresës planare dhe, nga ana tjetër, të çojë në një rritje të zonës së lakut të linjave të sinjalit në shtresën e tokës.
- Rregulli 3W:
Për të zvogëluar ndërhyrjen midis linjave, duhet të siguroheni që hapësira midis linjave të jetë mjaftueshëm e madhe. Kur qendra e linjës është jo më pak se 3 herë gjerësia e linjës, mund të ruhet një nivel që 70% e fushës elektrike të mos ndërhyjë me njëra-tjetrën, i njohur si rregulli 3W. Nëse doni të arrini një nivel që 98% e fushës elektrike të mos ndërhyjë me njëra-tjetrën, mund të përdorni rregullin 10W.
●Rregulli 20H:
Meqenëse fusha elektrike midis shtresave të energjisë dhe tokës është e ndryshueshme, ndërhyrja elektromagnetike rrezatohet nga jashtë në skajet e pllakës. Kjo quhet efekti i skajit. Është e mundur që shtresa e furnizimit me energji të tkurret nga brenda në mënyrë që fusha elektrike të përçohet vetëm brenda kufijve të shtresës së tokës. Në terma të një H (trashësia e dielektrikut midis energjisë dhe tokës), një tkurrje e brendshme prej 20H do të kufizojë 70% të fushës elektrike në skajin e tokëzuar; një tkurrje e brendshme prej 100H do të kufizojë 98% të fushës elektrike.
Rregullat e Konfigurimit
1. Rregullimi i renditjes së grumbullimit
● Në qarqet dixhitale me shpejtësi të lartë, shtresat e energjisë dhe të tokëzimit duhet të jenë sa më afër njëra-tjetrës, pa asnjë instalim elektrik midis tyre.
Të gjitha shtresat e instalimeve elektrike janë sa më afër një plani të jetë e mundur, me planin e tokëzimit të preferuar si shtresë izolimi.
● Për të minimizuar ndërhyrjen midis sinjaleve, drejtimet e sinjaleve të shtresave ngjitur të instalimeve elektrike duhet të jenë pingule me njëra-tjetrën, dhe nëse nuk është e mundur të shmanget i njëjti drejtim, atëherë mbivendosja e sinjaleve në të njëjtin drejtim të shtresave ngjitur të sinjaleve duhet të shmanget me çdo kusht.
● Mund të vendosni disa shtresa impedance sipas kërkesave. Shtresat e impedancës duhet të etiketohen qartë sipas nevojës, kushtojini vëmendje përzgjedhjes së shtresës së referencës dhe rregulloni të gjitha sinjalet me kërkesat e impedancës sipër shtresës së impedancës.
2.Sgjerësia e vijës, hapësira e vijës
● Kur rryma mesatare e sinjalit është relativisht e madhe, është e nevojshme të merret në konsideratë marrëdhënia midis gjerësisë së linjës dhe rrymës, për detaje, referojuni tabelës së mëposhtme, tabelës së bartjes së rrymës për bakër-platin me trashësi dhe gjerësi të ndryshme.
3.Vendosja e vrimës së sipërme
Tabela e mëposhtme mund të përdoret për vendosjen e pllakave të perforimit dhe diametrave të vrimave.
