Прежде чем объяснять работу по проверке после завершения разводки печатной платы, мы сначала познакомимся с тремя специальными методами разводки печатной платы. Разводка PCB LAYOUT будет объяснена с трех сторон: разводка под прямым углом, дифференциальная разводка и змеевидная разводка:
Разводка под прямым углом (три стороны)
Влияние разводки под прямым углом на сигналы в основном отражается в трех аспектах: во-первых, угол может быть эквивалентен емкостной нагрузке на линии передачи, замедляя время нарастания; во-вторых, разрыв импеданса вызовет отражение сигнала; в-третьих, ЭМП, создаваемые наконечником под прямым углом, в области проектирования ВЧ выше 10 ГГц эти небольшие прямые углы могут стать центром высокоскоростных проблем.
Дифференциальная разводка («равная длина, равное расстояние, опорная плоскость»)
Что такое дифференциальный сигнал? Говоря простым языком, драйвер посылает два равных и противоположных сигнала, а приемник оценивает логическое состояние «0» или «1», сравнивая разницу между двумя напряжениями. Пара линий разводки, которые передают дифференциальные сигналы, называется дифференциальной разводкой. По сравнению с обычной несимметричной маршрутизацией сигнала, наиболее очевидные преимущества дифференциальных сигналов отражены в следующих трех аспектах:
1) Сильная способность к подавлению помех, поскольку связь между двумя дифференциальными маршрутами очень хороша. Когда есть шумовые помехи извне, они почти одновременно связаны с двумя линиями, и принимающая сторона заботится только о разнице между двумя сигналами, поэтому синфазный шум извне может быть полностью компенсирован.
2) Он может эффективно подавлять электромагнитные помехи. По той же причине, поскольку полярность двух сигналов противоположна, электромагнитные поля, которые они излучают наружу, могут компенсировать друг друга. Чем сильнее связь, тем меньше электромагнитной энергии высвобождается наружу.
3) Точное позиционирование по времени. Поскольку переключение дифференциального сигнала находится на пересечении двух сигналов, в отличие от обычного несимметричного сигнала, который опирается на высокое и низкое пороговые напряжения для оценки, он меньше подвержен влиянию процесса и температуры, что может уменьшить ошибку синхронизации. В то же время, он также больше подходит для цепей с сигналами малой амплитуды. Популярная в настоящее время технология LVDS (низковольтная дифференциальная сигнализация) относится к этой технологии дифференциальных сигналов малой амплитуды.
Змейковая линия (регулировка задержки)
Змейковая линия — это тип метода маршрутизации, часто используемый в Layout. Его основная цель — регулировка задержки для соответствия требованиям проектирования синхронизации системы. Два наиболее важных параметра — это длина параллельной связи (Lp) и расстояние связи (S). Очевидно, что при передаче сигнала по змеевидной линии связь будет происходить между параллельными сегментами в форме дифференциального режима. Чем меньше S и больше Lp, тем больше степень связи. Это может привести к уменьшению задержки передачи и значительному снижению качества сигнала из-за перекрестных помех. Механизм может относиться к анализу перекрестных помех в синфазном и дифференциальном режиме. Ниже приведены некоторые предложения для инженеров-компоновщиков при работе с змеевидными линиями:
1) Постарайтесь увеличить расстояние (S) параллельных сегментов по крайней мере до 3H, где H относится к расстоянию от сигнальной линии до опорной плоскости. Проще говоря, это означает прокладку вокруг большого изгиба. Пока S достаточно велико, эффекта взаимной связи можно почти полностью избежать.
2) Уменьшите длину связи Lp. Когда задержка в два раза больше Lp приближается или превышает время нарастания сигнала, генерируемые перекрестные помехи достигают насыщения.
3) Задержка передачи сигнала, вызванная змеевидной линией полосковой линии или встроенной микрополосковой линии, меньше, чем у микрополосковой линии. Теоретически, скорость передачи полосковой линии не будет зависеть от перекрестных помех дифференциального режима.
4) Для высокоскоростных сигнальных линий и линий со строгими требованиями к синхронизации старайтесь не использовать змеевидные линии, особенно не извивающиеся в небольшом диапазоне.
5) Змеевидные линии под любым углом часто могут использоваться для эффективного снижения взаимной связи.
6) В высокоскоростном проектировании печатных плат змеевидные линии не имеют так называемых возможностей фильтрации или подавления помех и могут только снижать качество сигнала, поэтому они используются только для согласования по времени и не имеют других целей.
7) Иногда можно рассмотреть намотку в виде спиральной трассировки. Моделирование показывает, что ее эффект лучше, чем у обычной змеевидной трассировки.
После обсуждения разводки печатных плат, заканчивается ли она после разводки? Очевидно, нет! Также необходимы работы по проверке после разводки печатных плат, так как проверить разводку при проектировании печатных плат, чтобы проложить путь для последующего проектирования? Пожалуйста, см. ниже!
Общие пункты проверки чертежей проекта печатной платы
1) Была ли проанализирована схема? Была ли схема разделена на основные блоки для сглаживания сигналов?
2) Допускает ли схема короткие или изолированные ключевые выводы?
3) Эффективно ли экранирование в местах, которые должны быть экранированы?
4) Имеет лиБазовая сетка полностью использована?
5) Оптимален ли размер печатной платы?
6) Максимально ли использована выбранная ширина проводов и зазор?
7) Приняты ли предпочтительные размеры контактных площадок и размеры отверстий?
8) Соответствуют ли фотопластинки и схемы?
9) Минимально ли используются перемычки? Должны ли перемычки проходить через компоненты и принадлежности?
l0) Видны ли буквы после сборки? Правильны ли их размеры и модели?
11) Для предотвращения образования пузырей открыты ли окна на больших площадях медной фольги?
12) Имеются ли отверстия для позиционирования инструмента?
Элементы проверки электрических характеристик печатной платы:
1) Были ли проанализированы эффекты сопротивления проводов, индуктивности и емкости? В частности, были ли проанализированы эффекты на критическое падение напряжения фазного заземления?
2) Соответствуют ли интервалы и форма аксессуаров для проводов требованиям изоляции?
3) Контролируется ли и указывается ли значение сопротивления изоляции в ключевых точках?
4) Полностью ли определена полярность?
5) Измерено ли влияние расстояния между проводами на сопротивление утечки и напряжение с геометрической точки зрения?
6) Определена ли среда, которая изменяет покрытие поверхности?
Элементы проверки физических свойств печатной платы:
1) Все ли контактные площадки и их положения подходят для сборки?
2) Может ли собранная печатная плата печатной платы выдерживать удары и вибрацию?
3) Каково расстояние между указанными стандартными компонентами?
4) Закреплены ли неплотно установленные компоненты или тяжелые детали?
5) Правильно ли отводится тепло и охлаждаются нагревательные компоненты? Или это связано с печатной платой и изолированы ли другие термочувствительные компоненты?
6) Правильно ли расположены делители напряжения и другие многопроводные компоненты?
7) Расположены ли компоненты и ориентированы ли они для удобства проверки?
8) Устранены ли все возможные помехи на печатной плате и всей сборке печатной платы?
9) Правильного ли размера отверстия для позиционирования?
10) Являются ли допуски полными и обоснованными?
11) Были ли проконтролированы и подписаны физические свойства всех покрытий?
12) Находится ли соотношение диаметров отверстий и выводов в приемлемом диапазоне?
Факторы механической конструкции печатной платы:
Хотя печатная плата использует механические методы для поддержки компонентов, ее нельзя использовать в качестве структурного элемента всего устройства. По крайней мере каждые 5 дюймов по краю печатной платы обеспечивается некоторая поддержка. Факторы, которые необходимо учитывать при выборе и проектировании печатных плат, следующие:
1) Структура печатной платы — размер и форма.
2) Тип требуемых механических аксессуаров и вилок (розеток).
3) Адаптируемость схемы к другим схемам и условиям окружающей среды.
4) Рассмотрите вертикальную или горизонтальную установку печатных плат на основе таких факторов, как тепло и пыль.
5) Факторы окружающей среды, требующие особого внимания, такие как рассеивание тепла, вентиляция, удары, вибрация, влажность. Пыль, соляной туман и радиация.
6) Степень поддержки.
7) Удерживать и фиксировать.
8) Легко снимать.
Требования к установке печатной платы:
Она должна поддерживаться не менее чем в пределах 1 дюйма от трех краев печатной платы. Согласно практическому опыту, расстояние между опорными точками печатных плат толщиной 0,031–0,062 дюйма должно быть не менее 4 дюймов; для печатных плат толщиной более 0,093 дюйма расстояние между опорными точками должно быть не менее 5 дюймов. Эта мера может повысить жесткость печатной платы и устранить резонанс, который может возникнуть в печатной плате.
Технология установки, используемая для определенной печатной платы, обычно определяется после рассмотрения следующих факторов.
1) Размер и форма печатной платы.
2) Количество входных и выходных клемм.
3) Доступное пространство для оборудования.
4) Желаемая простота загрузки и выгрузки.
5) Тип монтажных принадлежностей.
6) Требуемое рассеивание тепла.
7) Требуемое экранирование.
8) Тип схемы и ее связь с другими схемами.
Требования к извлечению печатных плат:
1) Площадь печатной платы, не требующая установки компонентов.
2) Влияние инструментов для вставки и извлечения на монтажное расстояние между двумя печатными платами.
3) Специальная подготовка монтажных отверстий и пазов в конструкции печатных плат.
4) При использовании инструментов для вставки и извлечения в оборудовании следует учитывать их размер.
5) Требуется устройство для вставки и извлечения, обычно с заклепками для постоянного крепления его к узлу печатной платы.
6) В монтажной раме печатной платы требуются специальные конструкции, такие как несущие фланцы.
7) Адаптируемость используемых сменных и извлекающих инструментов к размеру, форме и толщине прочность печатной платы.
8) Стоимость использования инструментов для вставки и извлечения включает как стоимость инструментов, так и возросшие расходы.
9) Для крепления и использования инструментов для вставки и извлечения требуется определенная степень доступа к внутренней части устройства.
Механические соображения по печатной плате:
Свойства подложки, которые оказывают важное влияние на сборку печатной платы: водопоглощение, коэффициент теплового расширения, термостойкость, прочность на изгиб, ударная вязкость, прочность на растяжение, прочность на сдвиг и твердость.
Все эти свойства влияют как на функциональность, так и на производительность структуры печатной платы.
Для большинства применений диэлектрической подложкой печатной платы является одна из следующих подложек:
1) Бумага, пропитанная фенолом.
2) Акрил-полиэфирный пропитанный нерегулярно стеклянный войлок.
3) Бумага, пропитанная эпоксидной смолой.
4) Стеклоткань, пропитанная эпоксидной смолой.
Каждая подложка может быть огнестойкой или горючей. 1, 2 и 3 выше могут быть пробиты. Наиболее часто используемый материал для печатных плат с металлизированными отверстиями — это эпоксидно-стеклянная ткань, которая имеет размерную стабильность, подходящую для схем высокой плотности, и может свести к минимуму возникновение трещин в металлизированных отверстиях.
Одним из недостатков ламинатов из эпоксидно-стеклянной смолы является то, что их трудно пробивать в пределах обычного диапазона толщины печатных плат. По этой причине все отверстия обычно просверливаются, а для формирования формы печатной платы используется фрезерование профиля.
Электрические соображения по печатной плате:
В приложениях постоянного тока или низкочастотного переменного тока наиболее важными электрическими свойствами изолирующей подложки являются: сопротивление изоляции, дугостойкость и сопротивление печатного проводника и прочность на пробой.
В высокочастотных и микроволновых приложениях это: диэлектрическая проницаемость, емкость и коэффициенты рассеяния.
Во всех приложениях важна пропускная способность печатного проводника по току.
Графика проводников:
Пути разводки печатной платы и ее расположение
Печатные проводники должны проходить по кратчайшему маршруту между компонентами в соответствии с ограничениями указанных правил разводки. Ограничьте связь между параллельными проводниками, насколько это возможно. Хорошая конструкция требует минимального количества слоев разводки, а также самых широких проводников и наибольшего размера контактной площадки, соответствующего требуемой плотности упаковки. Следует избегать острых углов и острых углов в проводниках, поскольку закругленные углы и гладкие внутренние углы могут предотвратить некоторые возможные электрические и механические проблемы.
Ширина и толщина печатной платы:
Токонесущая способность протравленных медных проводников на жестких печатных платах. Для проводников весом 1 унция и 2 унции допускается снижение номинального значения на 10 % (измеренного в токе нагрузки) для учета обычных изменений в методах травления, толщине медной фольги и перепадах температур; для печатных плат, покрытых защитными слоями (толщина подложки менее 0,032 дюйма и толщина медной фольги более 3 унций), компоненты уменьшаются на 15%; для печатных плат, покрытых припоем, допускается уменьшение на 30%.
Расстояние между проводниками печатной платы:
Минимальное расстояние между проводниками должно быть определено для исключения пробоя напряжения или искрения между соседними проводниками. Расстояние является переменным и зависит в первую очередь от следующих факторов:
1) Пиковое напряжение между соседними проводниками.
2) Атмосферное давление (максимальная рабочая высота).
3) Используемое покрытие.
4) Параметры емкостной связи.
Критические компоненты импеданса или высокочастотные компоненты обычно располагаются очень близко для уменьшения критических задержек каскада. Трансформаторы и индукторы должны быть изолированы для предотвращения связи; индуктивные сигнальные проводники должны быть проложены ортогонально под прямым углом; Компоненты, которые генерируют какие-либо электрические помехи из-за движения магнитного поля, должны быть изолированы или жестко закреплены, чтобы предотвратить чрезмерную вибрацию.
Проверка схемы проводников печатной платы:
1) Короткий ли проводник и прямой ли он без ущерба для функциональности?
2) Соблюдены ли ограничения по ширине проводов?
3) Минимальное расстояние между проводами, между проводами и монтажными отверстиями, между проводами и контактными площадками… слева?
4) Все ли провода (включая выводы компонентов) расположены близко друг к другу параллельно?
5) Избегаются ли острые углы (90° или меньше) в схеме проводников?
Список проверки проекта проектирования печатной платы:
1) Проверьте рациональность и правильность принципиальной схемы;
2) Проверьте правильность упаковки компонентов на принципиальной схеме;
3) Расстояние между сильным и слабым электричеством и расстояние между областью изоляции;
4) Проверьте принципиальную схему и схему печатной платы, чтобы предотвратить потерю сетевой таблицы;
5) Соответствует ли упаковка компонентов фактическому объекту;
6) Правильно ли размещен компонент:
7) Легко ли устанавливать и снимать компонент;
8) Не слишком ли близко расположен чувствительный к температуре компонент к нагревательному комп onent;
9) Соответствуют ли расстояние и направление компонента взаимной индуктивности;
10) Соответствует ли размещение разъемов плавно;
11) Легко ли подключать и отключать;
12) Вход и выход;
13) Сильный и слабый ток;
14) Переплетены ли цифровые и аналоговые сигналы;
15) Расположение компонентов, направленных вверх и вниз;
16) Перевернуты ли направленные компоненты, а не повернуты;
17) Подходят ли монтажные отверстия выводов компонентов и легко ли их вставлять;
18) Проверьте, являются ли пустые выводы каждого компонента нормальными и нет ли утечки;
1 9) Проверьте, есть ли переходные отверстия в верхнем и нижнем слоях одной и той же сетевой таблицы, и подключены ли контактные площадки через отверстия, чтобы предотвратить отключение и обеспечить целостность линии;
20) Проверьте, правильно ли и разумно размещены верхние и нижние символы, и не ставьте компоненты, закрывающие символы, чтобы облегчить работу сварочного или обслуживающего персонала;
21) Соединение верхних и нижних слоев очень важных линий должно быть не только соединено с контактными площадками непосредственно вставленных компонентов, но и, желательно, с переходными отверстиями;
22) Расположение силовых и сигнальных линий в разъеме должно обеспечивать целостность и помехоустойчивость сигнала;
23) Обратите внимание на соотношение контактных площадок и отверстий. Подходящее;
24) Каждый штекер должен быть размещен на краю платы печатной платы, насколько это возможно, и быть удобным в эксплуатации;
25) Проверьте, соответствует ли номер компонента компоненту, а компоненты должны быть размещены в одном направлении и максимально аккуратно;
26) Не нарушая правил проектирования, провода питания и заземления должны быть как можно толще;
27) В целом верхний слой горизонтальный, а нижний — вертикальный, а фаска не менее 90 градусов;
28) Соответствуют ли размер и распределение монтажных отверстий на печатной плате, и минимизировано ли напряжение изгиба печатной платы настолько, насколько это возможно;
29) Обратите внимание на распределение высоты компонентов на печатной плате, а также на форму и размер печатной платы, чтобы обеспечить удобную сборку.
Как ведущий производитель печатных плат, члены нашей команды по проектированию печатных плат (ПП) являются практическими партнерами, работающими с вами над каждым проектом, и могут помочь вам достичь ваших целей в любое время. Они могут дополнить ваш инженерный опыт, что помогает ускорить время выхода на рынок, сократить время от концепции до производства и гарантировать, что качество интегрировано в производственный процесс, чтобы максимизировать вашу прибыль.
