A medida que los requisitos de tamaño de PCB se vuelven cada vez más pequeños, los requisitos de densidad del dispositivo se vuelven cada vez más altos, y el diseño de PCB se vuelve más difícil. Cómo lograr una alta tasa de diseño de PCB y acortar el tiempo de diseño, luego hablaremos sobre las habilidades de diseño de la planificación, el diseño y el cableado de PCB.
Antes de comenzar el cableado, el diseño debe analizarse cuidadosamente y el software de la herramienta debe establecerse cuidadosamente, lo que hará que el diseño esté más en línea con los requisitos.
1. Determinar el número de capas de la PCB
El tamaño de la placa de circuito y el número de capas de cableado deben determinarse al comienzo del diseño. El número de capas de cableado y el método de apilamiento afectarán directamente el cableado y la impedancia de las líneas impresas.
El tamaño de la placa ayuda a determinar el método de apilamiento y el ancho de la línea impresa para lograr el efecto de diseño deseado. En la actualidad, la diferencia de costo entre las tablas de múltiples capas es muy pequeña, y es mejor usar más capas de circuito y distribuir uniformemente el cobre al diseñar.
2. Reglas y restricciones de diseño
Para completar con éxito la tarea de cableado, las herramientas de cableado deben funcionar bajo las reglas y restricciones correctas. Para clasificar todas las líneas de señal con requisitos especiales, cada clase de señal debe tener una prioridad. Cuanto mayor sea la prioridad, más estrictas son las reglas.
Las reglas involucran el ancho de las líneas impresas, el número máximo de vías, el paralelismo, la influencia mutua entre las líneas de señal y las restricciones de la capa. Estas reglas tienen una gran influencia en el rendimiento de la herramienta de cableado. La consideración cuidadosa de los requisitos de diseño es un paso importante para el cableado exitoso.
3. Diseño de componentes
En el proceso de ensamblaje óptimo, las reglas de diseño para la fabricación (DFM) restringirán el diseño de los componentes. Si el departamento de ensamblaje permite que los componentes se muevan, el circuito puede optimizarse adecuadamente para facilitar el cableado automático.
Las reglas y limitaciones definidas afectarán el diseño del diseño. La herramienta de cableado automático solo considera una señal a la vez. Al establecer las limitaciones de cableado y establecer la capa de la línea de señal, la herramienta de cableado puede completar el cableado como lo imaginó el diseñador.
Por ejemplo, para el diseño del cable de alimentación:
① En el diseño de PCB, el circuito de desacoplamiento de la fuente de alimentación debe diseñarse cerca de los circuitos relevantes, en lugar de colocarse en la parte de la fuente de alimentación, de lo contrario afectará el efecto de derivación, y la corriente pulsante fluirá en la línea de alimentación y la línea de tierra, causando interferencia;
② Para la dirección de la fuente de alimentación dentro del circuito, se debe suministrar energía desde la etapa final hasta la etapa anterior, y el condensador de filtro de potencia de esta parte debe organizarse cerca de la etapa final;
③ Para algunos canales de corriente principales, como desconectar o medir la corriente durante la depuración y la prueba, los espacios actuales deben organizarse en los cables impresos durante el diseño.
Además, debe tenerse en cuenta que la fuente de alimentación regulada debe organizarse en una placa de circuito impreso separado tanto como sea posible durante el diseño. Cuando la fuente de alimentación y el circuito comparten una placa de circuito impreso, en el diseño, es necesario evitar el diseño mixto de la fuente de alimentación estabilizada y los componentes del circuito o hacer la fuente de alimentación y el circuito comparten el cable de tierra. Debido a que este tipo de cableado no solo es fácil de producir interferencia, sino que también no puede desconectar la carga durante el mantenimiento, solo la parte de los cables impresos se puede cortar en ese momento, dañando así la placa impresa.
4. Diseño de abanico
En la etapa de diseño de ventilador, cada pin del dispositivo de montaje de superficie debe tener al menos uno a través de, de modo que cuando se necesitan más conexiones, la placa de circuito puede realizar una conexión interna, pruebas en línea y reprocesamiento de circuitos.
Para maximizar la eficiencia de la herramienta de enrutamiento automático, la más grande mediante tamaño y línea impresa debe usarse tanto como sea posible, y el intervalo se establece en 50mil. Es necesario adoptar el tipo VIA que maximice el número de rutas de cableado. Después de una cuidadosa consideración y predicción, el diseño de la prueba en línea del circuito se puede llevar a cabo en la etapa temprana del diseño y realizarse en la etapa posterior del proceso de producción. Determine el tipo de ventilador VIA de acuerdo con la ruta de cableado y las pruebas en línea del circuito. Power and Ground también afectará el diseño de cableado y ventilador.
5. Cableado manual y procesamiento de señales clave
El cableado manual es un proceso importante de diseño de placa de circuito impreso ahora y en el futuro. El uso de cableado manual ayuda a las herramientas automáticas de cableado para completar el trabajo de cableado. Al enrutar y arreglar manualmente la red seleccionada (NET), se puede formar una ruta que se puede utilizar para el enrutamiento automático.
Las señales clave están conectadas primero, ya sea manualmente o combinadas con herramientas de cableado automático. Después de completar el cableado, el personal técnico y de ingeniería relevante verificará el cableado de la señal. Después de que se apruebe la inspección, los cables se solucionarán y luego las señales restantes se conectarán automáticamente. Debido a la existencia de impedancia en el cable de tierra, traerá interferencia de impedancia común al circuito.
Por lo tanto, no conecte aleatoriamente ningún punto con símbolos de conexión a tierra durante el cableado, lo que puede producir un acoplamiento dañino y afectar el funcionamiento del circuito. A frecuencias más altas, la inductancia del cable será de varias órdenes de magnitud mayores que la resistencia del cable en sí. En este momento, incluso si solo una pequeña corriente de alta frecuencia fluye a través del cable, se producirá una cierta caída de voltaje de alta frecuencia.
Por lo tanto, para los circuitos de alta frecuencia, el diseño de PCB debe organizarse lo más compacto posible y los cables impresos deben ser lo más cortos posible. Hay inductancia mutua y capacitancia entre los cables impresos. Cuando la frecuencia de trabajo es grande, causará interferencia a otras partes, que se denomina interferencia de acoplamiento parásito.
Los métodos de supresión que se pueden tomar son:
① Intente acortar el cableado de la señal entre todos los niveles;
②Orange todos los niveles de circuitos en el orden de las señales para evitar cruzar cada nivel de líneas de señal;
③Los cables de dos paneles adyacentes deben ser perpendiculares o cruzados, no paralelos;
④ Cuando los cables de señal se deben colocar en paralelo en el tablero, estos cables deben separarse por una cierta distancia tanto como sea posible, o separados por cables terrestres y cables de potencia para lograr el propósito de protegerse.
6. Cableado automático
Para el cableado de señales clave, debe considerar controlar algunos parámetros eléctricos durante el cableado, como reducir la inductancia distribuida, etc. Después de comprender qué parámetros de entrada tiene la herramienta de cableado automático y la influencia de los parámetros de entrada en el cableado, la calidad del cableado automático se puede obtener hasta cierta medida. Las reglas generales deben usarse al enrutar automáticamente las señales.
Al establecer las condiciones de restricción y prohibir las áreas de cableado para limitar las capas utilizadas por una señal dada y el número de VIA utilizados, la herramienta de cableado puede enrutar automáticamente los cables de acuerdo con las ideas de diseño del ingeniero. Después de establecer las restricciones y aplicar las reglas creadas, el enrutamiento automático logrará resultados similares a los resultados esperados. Después de completar una parte del diseño, se fijará para evitar que se vea afectado por el proceso de enrutamiento posterior.
El número de cableado depende de la complejidad del circuito y el número de reglas generales definidas. Las herramientas de cableado automático de hoy en día son muy potentes y generalmente pueden completar el 100% del cableado. Sin embargo, cuando la herramienta de cableado automático no ha completado todo el cableado de la señal, es necesario enrutar manualmente las señales restantes.
7. Arreglo de cableado
Para algunas señales con pocas limitaciones, la longitud del cableado es muy larga. En este momento, primero puede determinar qué cableado es razonable y qué cableado no es razonable, y luego editar manualmente para acortar la longitud del cableado de la señal y reducir el número de VIA.
