Domov > Blog > Novinky z oboru > Klíčové principy, úvahy a techniky pro rozvržení a směrování desek plošných spojů Rozvržení a trasování desek plošných spojů (PCB) je klíčový proces návrhu hardwaru, umisťování součástek a kreslení vodivých stop na desce plošných spojů, což má přímý vliv na výkon obvodu, spolehlivost a elektromagnetickou kompatibilitu (EMC). Následují klíčové principy, úvahy a techniky pro návrh desek plošných spojů, které se dělí na dvě části: rozvržení a trasování:
● Zónování podle funkčních modulů: například napájení, analogové, digitální, RF atd., aby se zabránilo vzájemnému rušení.
● Plánování toku signálu: Rozvržení podle toku „vstup → zpracování → výstup“ pro snížení přeslechů.
● Citlivá izolace obvodů: Udržujte vysokofrekvenční, hodinové, resetovací a další signály v dostatečné vzdálenosti od zdrojů rušení.
● Nejprve komponenty s pevnou polohou: jako jsou konektory, spínače, kontrolky atd.
● Vycentrování klíčových komponent: jako jsou mikrokontroléry, FPGA atd., umístění souvisejících obvodů kolem nich.
● Součásti generující teplo: Zvažte odvod tepla: Vyhraďte prostor pro odvod tepla a umístěte je blízko okrajů nebo chladičů.
● Kompaktní uspořádání: Umístěte DC-DC měniče, LDO atd. co nejblíže k zátěži, aby se zmenšila plocha smyčky.
● Umístění filtračních kondenzátorů: Velké kondenzátory (např. elektrolytické kondenzátory) umístěte daleko a malé kondenzátory (např. keramické kondenzátory) blízko napájecích pinů čipu.
● Umístěte je co nejblíže k napájecím pinům čipu (na stejné vrstvě) a propojte průchodky přímo s napájecí/uzemňovací rovinou.
● Pro pokrytí širšího frekvenčního pásma použijte paralelně více malých kondenzátorů (např. 0,1 μF + 0,01 μF).
● Umístěte hodinový čip blízko cílového zařízení a zkraťte jeho stopy.
● Umístěte krystal/oscilátor blízko integrovaného obvodu, zabraňte vodivým prvkům pod ním a použijte stínění uzemněním.
● Výpočet šířky elektrického vedení: Vypočítejte šířku odpovídajícím způsobem na základě proudu (např. 1 A/mm šířky) s ponecháním určité rezervy.
● Šířka signální linky: Obvykle 4–8 mil; impedance řídicích linek se vypočítává na základě vrstev.
● Vyhýbejte se ostrým úhlům (<90°), upřednostňujte úhly 45° nebo zaoblené vodiče, abyste snížili náhlé změny impedance.
● Používejte stejně dlouhé, rovnoběžné a ekvidistantní stopy s rozdíly v délce obvykle do 5 mil.
● Zabraňte křížení rozdělených referenčních rovin, aby byla zachována konzistence impedance.
● Kritické signály (např. hodiny, vysokorychlostní data) by měly být krátké a přímé, aby se minimalizovaly průchody.
● Stopy sousedních vrstev by měly být ortogonální, aby se snížilo přeslechování.
● Pravidlo 3W: Rozteč ≥ 3násobek šířky stopy pro snížení vazby.
● Udržujte úplnou zemnící rovinu a vyhněte se křížení signálových vodičů s rozdělenými zemnícími rovinami.
● Zajistěte souvislou vrstvu pozemní reference pod vysokorychlostními signály, aby byla zajištěna co nejkratší zpětná cesta.
● Pro snížení impedance použijte více napájecích propojek paralelně.
● Snižte počet prostupů pro vysokorychlostní signály (obvykle ≤ 2).
● Vyhněte se propojovacím ploškám (s výjimkou BGA); propojovací plošky vyžadují úpravu výplní.
● Směrování jako stromová topologie pro zamezení rušení v důsledku společné impedance.
● Jednobodové připojení pro analogové/digitální uzemnění (obvykle s použitím rezistoru 0 Ω nebo feritové korálky).
● Stínění a filtrování: Pro izolaci VF, hodin atd. použijte stínící kryty nebo zemnící průchodky.
● Ošetření hran desky: Udržujte citlivé signály v dostatečné vzdálenosti od hran desky, aby se zabránilo vyzařování.
● Strategie uzemnění: Pro vícevrstvé desky použijte kompletní zemnící rovinu a správně segmentujte uzemnění smíšeného signálu.
● Kontrola DRC: Šířka trasy, rozteč, průměr propojení atd. splňují procesní požadavky.
● Kontrola připojení: Žádné nepřipojené sítě.
● Integrita napájení: Nízká impedance napájecích cest, úbytek napětí splňuje požadavky.
● Integrita signálu: Kontinuální impedance pro vysokorychlostní signály, žádné významné odrazy ani přeslechy.
● Tepelný design: Neomezené cesty pro odvod tepla pro komponenty generující teplo.
● DFM: Rozteč součástek splňuje požadavky na pájení, označené body, opracované hrany atd. jsou kompletní.
● Použijte zemnící propojky: Umístěte zemnící propojky poblíž přechodů vrstev signálu, abyste zajistili zpětnou cestu.
● Slepé/zakopané průchody a technologie HDI: Desky s vysokou hustotou mohou snížit počet vrstev a zlepšit výkon.
● Pomoc se simulací: Provádějte SI/PI simulace kritických signálů pro optimalizaci parametrů směrování.
Rozvržení a směrování desek plošných spojů vyžaduje rovnováhu mezi elektrickým výkonem, výrobními náklady a složitostí návrhu. V praxi by se mělo dodržovat pořadí „nejprve rozvržení, poté směrování; nejprve kritické signály, poté obecné signály“ a úpravy by se měly provádět flexibilně na základě specifických charakteristik obvodu. U vysokorychlostních, vysokofrekvenčních nebo vysoce přesných obvodů se doporučuje řídit se konstrukčními pokyny výrobce čipu a provést simulační ověření.
Pokud potřebujete desky plošných spojů (PCB) a desky plošných spojů (PCBA), neváhejte kontaktovat společnost Benlida! Benlida je profesionální výrobce desek plošných spojů a desek plošných spojů, který poskytuje EMS (služby výroby elektroniky) již 14 let. S moderním vybavením a zkušeným technickým týmem se společnost Benlida zavázala poskytovat vynikající služby zákazníkům po celém světě!
Sonic Yang
Jakožto hlavní obor elektroniky a mechanické automatizace se společnost Sonic již přibližně 22 let zabývá návrhem desek plošných spojů, výzkumem a vývojem a výrobou elektroniky jako technický ředitel a koordinuje dodavatelský řetězec (komponenty a CNC díly) a poskytuje profesionální podporu a konzultace zákazníkům po celém světě.
cs
WhatsApp