ผลงานของบอร์ด PCB ขึ้นอยู่กับ 70% ของการออกแบบการวางแผนของมันแม้กระทั่งมีผลกระทบต่อความมั่นคงโดยตรงไม่ว่าจะเป็นนักออกแบบ PCB หรือวิศวกรที่มีประสบการณ์การเรียนรู้จุดสําคัญต่อไปนี้ สามารถช่วยให้คุณประหยัด 90% ของความยุ่งยากในกระบวนการออกแบบของคุณ.

I. การเตรียมการก่อนการออกแบบ: 3 ขั้นตอนเพื่อวางรากฐานที่แข็งแกร่งและหลีกเลี่ยงการทํางานใหม่

1กําหนดข้อจํากัดการออกแบบ: ยืนยันขนาดทางกายภาพของบอร์ด PCB จํานวนชั้น (การเลือกบอร์ดชั้นเดียว / สองชั้น / หลายชั้น) ความต้องการ impedance (เช่นสัญญาณความเร็วสูง 50Ωสัญญาณความแตกต่าง 90Ω), ขั้นต่ําการลดความแรงเครียดของรถไฟฟ้า, มาตรฐาน EMC (CE / FCC ฯลฯ) และพารามิเตอร์กระบวนการผลิต (ความกว้างขั้นต่ําของร่องรอย, ระยะห่างของร่องรอย, ผ่านขนาด)เขียนข้อจํากัดเหล่านี้ลงในกฎการออกแบบ (DRC) เพื่อหลีกเลี่ยงการละเมิดตั้งแต่ต้น.

2. การทบทวนและปรับปรุงแบบแผน

ก่อนการวางแผน, การตรวจสอบแผนที่สองเป็นสิ่งจําเป็น: ตรวจสอบพลังงาน, แอร์ด, และเส้นทางสัญญาณเพื่อความสมเหตุสมผล, หลีกเลี่ยงการตัดที่ไม่จําเป็น; กลุ่มโมดูลการทํางาน (เช่นโมดูลพลังงาน,อินเตอร์เฟซความเร็วสูง, และวงจรแบบแอนาล็อก) เพื่อให้มีพื้นฐานทางตรรกะสําหรับการวางแผนการวางแผนต่อมา; การติดป้ายสัญญาณหลัก (เช่นนาฬิกาและคู่ความแตกต่าง) เพื่อควบคุมที่เน้นในระหว่างการวางแผน

3. การเลือกส่วนประกอบและการยืนยันแพคเกจ
ให้ความสําคัญต่อส่วนประกอบที่มีการจัดทําแบบมาตรฐาน และความยาวของปิ้นที่เหมาะสม (หลีกเลี่ยงส่วนประกอบที่มีความยาวต่ํากว่า 0.4 มิลลิเมตร ซึ่งเพิ่มความยากลําบากในการผสม)ยืนยันความแม่นยําของห้องสมุดแพคเกจ (นิยาม pin), สถานที่ใช้งานของผ้าไหม, ขนาดของพัด) โดยเฉพาะสําหรับส่วนประกอบความแม่นยํา เช่น BGA และ QFP เนื่องจากการบรรจุที่ไม่ถูกต้องสามารถนําไปสู่ความล้มเหลวในการออกแบบโดยตรง

II. การออกแบบการวางแผน: ใช้หลักการสามประการของ "การจัดพื้นที่, ความใกล้ชิด, และการระบายความร้อน"

1. การจัดทําพื้นที่ใช้งาน

แบ่งลายออกเป็นภาคย่อยตามประเภทสัญญาณและฟังก์ชัน: พื้นที่แอนาล็อก (ADC / DAC, เซ็นเซอร์), พื้นที่ดิจิตอล (MCU, FPGA), พื้นที่พลังงาน (ชิปพลังงาน, อินดูเตอร์, คอนเดเซเตอร์),พื้นที่อินเตอร์เฟส (USB), เอเธอร์เน็ต, RF) ระยะแยก (แนะนํา ≥ 3 มม.) ระหว่างแต่ละพื้นที่เพื่อป้องกันสัญญาณดิจิตอลจากการแทรกแซงสัญญาณแอนಲಾಗ์

2. ให้ความสําคัญกับการจัดวางส่วนประกอบสําคัญ: วางชิปปัสดุพลังงาน (LDO, DC-DC) ใกล้กับภาระเพื่อลดความยาวเส้นทางพลังงานวางตัวชักและตัวประกอบความแข็งใกล้กับพินชิปปายพลังงาน เพื่อสร้างวงจรกรองที่สมบูรณ์แบบ (หลีกเลี่ยงการวางแผน "สายบิน").

วางแหล่งสัญญาณความเร็วสูง (เช่น เครื่องหมุนกระบอกคริสตัลและชิปนาฬิกา) ใกล้กับเครื่องรับ เพื่อให้เส้นทางการส่งสั้นลงและลดการเชื่อมต่อการรบกวนแผ่นกรอบออสซิลเลอเตอร์คริสตัลและปล่อยพื้นที่ที่ไม่มีทองแดง ≥ 5 มม.

ระยะเวลาการใช้งานของเครื่องประกอบการระบายความร้อนการออกแบบหลอดล้างความร้อนที่เคลือบด้วยทองแดง หากจําเป็น.

3. ตรวจสอบความสมเหตุสมผลของการวางแผน: ให้แน่ใจว่าพินส่วนประกอบไม่ได้ถูกขัดขวางและเครื่องหมายผ้าไหมสามารถอ่านได้ชัดเจน; ให้แน่ใจว่าระยะห่างส่วนประกอบผ่านรู ≥ 25mm และระยะห่างส่วนประกอบที่ติดบนพื้นผิว ≥0.5 มม; วางเครื่องเชื่อมและองค์ประกอบอินเตอร์เฟสใกล้กับขอบ PCB เพื่อการใส่, ถอน และการนําทางง่าย

III. การออกแบบสายเคเบิล: "สั้น, ตรง, และเรียบ" เป็นแกน, โดยพิจารณาอุปสรรคและ EMC

1กติกาการเชื่อมสายไฟฟ้าพื้นฐาน: ให้ความสําคัญในการส่งสัญญาณสําคัญ (นาฬิกา, คู่ความแตกต่าง, สัญญาณข้อมูลความเร็วสูง) จากนั้นสัญญาณทั่วไป;สายไฟฟ้าและสายไฟฟ้าพื้นดินมีอํานาจเหนือสายสัญญาณ เพื่อให้ประกันพลังงานที่มั่นคง.

การวางสายไฟให้สั้นและตรงเท่าที่จะทําได้ โดยหลีกเลี่ยงการบิดและช่องทางที่ไม่จําเป็น หากบิดจําเป็น ใช้มุม 45° หรือขอบกลมการหลีกเลี่ยงมุมขวา 90° (เพื่อลดการสะท้อนสัญญาณและรังสี EMC).

การสอดคล้องความกว้างของร่องรอย: เลือกความกว้างของร่องรอยตามกระแส (ตัวอย่างเช่น กระแส 1A ตรงกับความกว้างของร่องรอย 1 mm, 0.5A ตรงกับ 0.5mm, ความกว้างของร่องรอยสัญญาณแนะนํา 0.2-0.3mm);ความกว้างของร่องรอยสัญญาณความแตกต่างและระยะห่างต้องปฏิบัติตามความต้องการของอุปสรรคอย่างเคร่งครัด (eตัวอย่างเช่น คู่ขีดจําแนก USB 3.0 ต้องการความกว้างรอย 0.2 มิลลิเมตรและระยะห่าง 0.4 มิลลิเมตร)

2จุดสําคัญสําหรับการส่งสัญญาณความเร็วสูง
สัญญาณความแตกต่าง (เช่น HDMI, PCIe และ Ethernet) ต้องมีความยาวเท่ากัน, ตรงกัน, และเชื่อมต่อกันอย่างแน่น, โดยความแตกต่างความยาวควบคุมภายใน 5 มม. หลีกเลี่ยงการขาหรือใช้ vias.

สัญญาณของนาฬิกาควรใช้ตอปโลยีดาวหรือโซ่เพชร เพื่อหลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อคู่ตรงของภาระหลายอัน ใช้ทองแดงบดรอบเส้นนาฬิกาเพื่อสร้างการป้องกันและลดการสับสน

สัญญาณความเร็วสูงควรหลีกเลี่ยงการข้ามพื้นที่แยก (เช่นระนาบพลังงานและระนาบพื้นดิน) ไม่เช่นนั้นมันจะรบกวนระนาบอ้างอิงและทําให้เกิดปัญหาความสมบูรณ์แบบของสัญญาณ

3แนวทางการหลีกเลี่ยงอุปสรรคทาง
สายสัญญาณไม่ถูกอนุญาตให้ข้ามสายไฟฟ้าหรือสายพื้นดิน หากการข้ามเป็นสิ่งที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ ควรเพิ่มเส้นทางที่จุดข้ามเพื่อเชื่อมต่อกับสายเบอร์แรนซ์

หลีกเลี่ยงการนําสายสัญญาณในระยะ paralel ยาวบนชั้นที่แตกต่างกัน (เพื่อลดความสับสนระหว่างชั้น) ความห่างระหว่างสายสัญญาณในระยะเดียวกันควร ≥ 3 เท่าของความกว้างของสาย

ช่องทางที่สําคัญควรมีไม่เกิน 2 ช่องทาง (ช่องทางนําเสนอการดึงดูดและความจุของปรสิต ซึ่งส่งผลกระทบต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณ)

IV. การออกแบบการตั้งพื้นดิน: การใช้งานแบบยืดหยุ่นของ "การตั้งพื้นดินจุดเดียว" และ "การตั้งพื้นดินหลายจุด"

4หลักการการติดดิน หลักของการติดดินคือ "ลดพื้นที่วงจรพื้นดิน" และหลีกเลี่ยงการขัดแย้งที่เกิดจากความแตกต่างของความสามารถพื้นดินแอนาล็อคการเชื่อมดินและการเชื่อมดินดิจิตอลต้องเชื่อมต่อแยกกันและสุดท้ายเชื่อมต่อที่จุดเดียวที่ปั๊มพลังงาน (เช่น ผ่านตัวต่อต้าน 0Ω กล่องเฟอริท หรือการเชื่อมต่อตรง) การผสมผสานตรงของพื้นแอนาล็อกและดิจิตอลถูกห้าม

1. ประเภทที่แตกต่างกันของการออกแบบการตั้งพื้นดิน

สัญญาณพื้นดิน: ใช้ "การติดพื้นดินดาว" เชื่อมทุกสัญญาณพื้นดินกับจุดติดพื้นดินร่วมกันเพื่อลดการสับสนระหว่างสัญญาณ

แพวเวอร์กอรนด์: ใช้ "มัลติพอยท์การก่อสร้างพื้นดิน"" การเชื่อมต่อปลายทางการกดดินของชิปพลังงานและเครื่องชําระไฟฟ้ากับระนาบการกดดินที่ใกล้ที่สุด เพื่อสั้นเส้นทางการกดดินและลดอุปสรรคการกดดิน.

การป้องกันพื้นดิน: การป้องกันพื้นดินของกล่องโลหะและฝาป้องกันต้องมีความน่าเชื่อถือ, ด้วยความต้านทานการป้องกันพื้นดิน ≤ 1Ωการหลีกเลี่ยงการสร้าง "พื้นที่ลอย" (พื้นที่ลอยมีความชุ่มชื่นต่อการสะสมไฟฟ้าสแตติก), ส่งผลให้เกิดความผิดพลาด EMC)

2เทคนิคการออกแบบระนาบพื้น
แผ่นที่มีหลายชั้นแนะนําให้ใช้โครงสร้าง "ระนาบพลังงาน + ระนาบพื้น" (เช่น ด้านบน - พลังงาน - GND - ด้านล่าง)ระเบียงพื้นดินควรถูกเคลือบด้วยทองแดงอย่างเต็มที่เพื่อสร้างระเบียงมาตรฐานความคับต่ําบอร์ดชั้นเดียวหรือชั้นสองควรยกระดับพื้นที่ทองแดงที่ดินสูงสุด โดยใช้ "พื้นที่กรีด" หรือ "ระดับพื้นที่พื้นที่ใหญ่"และเชื่อมต่อชั้นพื้นบนและชั้นพื้นล่าง ผ่านช่องทางเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการก่อดิน.

V. การ ออกแบบ แหล่ง ไฟฟ้า: การ ไฟล์เตอร์, การ ตัดแยก, และ การ ปกติ ความ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ กระชับ

1. การกรองและแยกสายไฟฟ้า
เครื่องประกอบละอองเซรามิก 0.1μF (เครื่องประกอบละอองตัดพันธุ์) ต้องวางติดกับปินพลังงานของอุปกรณ์ที่ทํางานแต่ละอัน (MCU, ชิป) ใกล้กับปินและระดับพื้นดินเพื่อแก้ปัญหาด้านการจัดหาของทันที. เครื่องประปาไฟฟ้า 10μF + เครื่องประปาเซรามิก 0.1μF ควรวางที่ปริมาณการเข้าของพลังงานเพื่อกรองเสียงความถี่ต่ําและความถี่สูง

คอนเดซเตอร์เอเลคโทรลิต และคอนเดซเตอร์เซรามิก ควรวางที่ปลายทางเข้าและปลายทางออกของเครื่องพลังงาน DC-DC ตามลําดับทอมินัลของอินดูเตอร์ควรถูกเก็บไว้ห่างจากสัญญาณที่มีความรู้สึกเพื่อป้องกันการแทรกแซงการเชื่อมเหล็ก.

2. Power Rail Routing
รถไฟฟ้ากระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าสายแยกควรถูกจัดไว้ระหว่างหลายสายไฟฟ้า เพื่อหลีกเลี่ยงการตัดสายสั้น; การแบ่งแยกพลังงานควรใช้การออกแบบแบบเกาะที่มีเส้นแยกที่ชัดเจน และสายสัญญาณไม่ควรถูกอนุญาตให้ข้ามมัน

VI. การปรับปรุง EMC: ลดการขัดแย้งทางแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งการวางแผน

1. การออกแบบการป้องกัน
วงจรที่มีความรู้สึก (เช่น เครื่องรับ RF และการประมวลผลสัญญาณแบบแอนาล็อก) ควรใช้ผ้าปิดโลหะที่มีการติดดินที่ดีสายสัญญาณความเร็วสูงและสายไฟฟ้า ควรมีระยะห่างที่เพียงพอ (≥ 10 mm) ระหว่างตัวตนและสายที่รู้สึกหรือแยกด้วยทองแดงบด

2. การกรองและการปรับปรุงพื้นที่
วงจรอินเตอร์เฟซ (USB, Ethernet, อินเตอร์เฟสพลังงาน) ควรใช้อินดูเตอร์แบบสามัคคีในชุดและไดโอด์ TVS ปานกลางเพื่อยับยั้งการรบกวนแบบสามัคคีเส้นสัญญาณทั้งหมดของอินเตอร์เฟซภายนอกควรถูกกรองก่อนนําออกจาก PCB.

3. ลดแหล่งรังสี
หลีกเลี่ยงสายไฟคู่กันยาว สายส่งไฟที่ถูกขุดขวาง และพื้นที่ทองแดงที่แขวนอยู่ใหญ่ให้ สัญญาณ นาฬิกา และ สัญญาณ ความ เร็ว สั้น เท่า ที่ สามารถ และ ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม ล้อม, ลดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

VII การตรวจสอบหลังการออกแบบ: 3 ขั้นตอนสําคัญในการรับประกันความสามารถในการผลิตและไม่มีอันตรายที่ซ่อนอยู่

1. DRC กฎหมายตรวจสอบ
หลังจากการวางแผนเสร็จสิ้น ต้องทําการตรวจสอบ DRC โดยเน้นการตรวจสอบว่าความกว้างของร่องรอย ความห่างของร่องรอย ผ่านขนาด ความห่างของส่วนประกอบ การสอดคล้องอุปสรรค เป็นต้นต้องปฏิบัติตามกฎการออกแบบ เพื่อไม่ให้เกิดการละเมิด.

2. ความสมบูรณ์แบบของสัญญาณและ EMC Simulation
สําหรับ PCB ความเร็วสูง (ตัวอย่างเช่นสัญญาณ ≥100MHz) แนะนําให้ทําการจําลองความสมบูรณ์แบบของสัญญาณ (SI) เพื่อตรวจสอบการสะท้อนแสง, เสียงข้ามสาย, ปัญหาเวลา เป็นต้น ผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนต้องการการจําลอง EMC (ตัวอย่างเช่นการปล่อยแสง, การปล่อยไฟฟ้าสแตตติก) เพื่อระบุและแก้ไขปัญหาการรบกวนในระยะแรก

3การตรวจสอบความสามารถในการผลิต (DFM)
ขนาดหน้า: ช่องผ่านรู ≥0.8 มิลลิเมตร, ช่องติดบนพื้นผิว ≥0.3 มิลลิเมตร, หลีกเลี่ยงช่องเล็กเกินไปที่ทําให้เกิดปัญหาในการเจาะ

หน้ากากผสมและผ้าปู: ช่องเปิดหน้ากากผสมต้องปกคลุมพัด เพื่อหลีกเลี่ยงการเปิดเผยทองแดง; ผ้าปูไม่ควรปกคลุมพัดหรือช่องทาง และตัวอักษรควรอ่านได้ชัดเจน

การออกแบบแผ่น: หากต้องการแผ่น, จองสล็อต V-cut หรือหลุม stamp และปล่อยขอบกระบวนการ ≥ 3 มิลลิเมตรที่ขอบแผ่นเพื่อการผลิต SMT ง่าย