คำพูดไป 'หากไม่มีกฎไม่มีสี่เหลี่ยมจัตุรัสและเช่นเดียวกันกับการออกแบบเค้าโครง PCB วิศวกรจะต้องปฏิบัติตามกฎบางอย่างเมื่อออกแบบเค้าโครง PCB
กฎการออกแบบเค้าโครง PCB:
หลักการเลย์เอาต์โดยรวม
1. ลำดับความสำคัญของความสำคัญ: วงจรหน่วยสำคัญและส่วนประกอบหลักควรจัดลำดับความสำคัญสำหรับการจัดวาง
2. อ้างถึงแผนผังไดอะแกรม: จัดเรียงส่วนประกอบหลักตามรูปแบบการไหลของสัญญาณหลักของบอร์ดเดี่ยว
3. การกระจายที่สม่ำเสมอและศูนย์กลางของความสมดุลของแรงโน้มถ่วง: ส่วนประกอบควรกระจายอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าศูนย์กลางของความสมดุลของแรงโน้มถ่วงในขณะที่เลย์เอาต์ควรเป็นที่ชื่นชอบอย่างสวยงาม
การแยกวงจรและการแบ่งพาร์ติชัน
1. การแยกกระแสน้ำที่แข็งแรงและอ่อนแอแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่และขนาดเล็กและความถี่สูงและต่ำ: วงจรแยกที่มีกระแสน้ำที่แข็งแรงและอ่อนแอแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่และขนาดเล็กและความถี่สูงและต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนซึ่งกันและกัน มาตรฐานขอบเขตมักจะเป็นความแตกต่างของลำดับความสำคัญและวิธีการแยกสามารถทำได้ผ่านการเบี่ยงเบนเชิงพื้นที่หรือการแยกลวดภาคพื้นดิน
2. การแยกวงจรดิจิตอลและอะนาล็อก: วงจรอะนาล็อกและดิจิตอลควรมีพลังและเส้นทางพื้นดินของตัวเองตามลำดับ หากเป็นไปได้ควรใช้พลังงานและสายกราวด์ของวงจรทั้งสองนี้หรือแยกพลังงานและชั้นกราวด์แยกต่างหาก เมื่อออกแบบแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นวงจรดิจิตอลและวงจรอะนาล็อกควรแยกออก หากจำเป็นต้องจัดเรียงบนชั้นเดียวกันควรใช้วิธีการเช่นร่องลึกและการเพิ่มสายดินเพื่อแยก
3. ความเร็วสูงความเร็วปานกลางและการแบ่งวงจรความเร็วต่ำ: เมื่อมีการผสมวงจรความเร็วสูงความเร็วปานกลางและวงจรดิจิตอลความเร็วต่ำพื้นที่เค้าโครงที่แตกต่างกันควรจัดสรรบนแผงวงจรพิมพ์เพื่อลดสัญญาณรบกวนซึ่งกันและกัน
เค้าโครงของส่วนประกอบสำคัญ
1. เลย์เอาต์ Crystal Oscillator: Crystal Oscillator ควรวางไว้ใกล้กับ IC ให้มากที่สุดและการเดินสายควรจะหนาเพื่อลดสัญญาณรบกวนและการสูญเสียสัญญาณ ปลอกคริสตัลออสซิลเลเตอร์ควรมีการต่อสายดินเพื่อปรับปรุงความมั่นคง
2. เค้าโครงวงจรนาฬิกา: วงจรนาฬิกาเป็นแหล่งสัญญาณหลักของการรบกวนและควรจัดเรียงแยกต่างหากห่างจากวงจรที่ละเอียดอ่อน เมื่อการเดินสายนาฬิกาผ่านเอาท์พุทขั้วต่อพินบนขั้วต่อควรถูกล้อมรอบด้วยหมุดกราวด์เพื่อลดการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและสัญญาณรบกวน
กฎการเดินสาย
1. ข้อกำหนดการเดินสาย: สายสัญญาณสำคัญควรเป็นสัญญาณที่สั้นที่สุดและสัญญาณแรงดันสูงและสัญญาณกระแสสูงควรแยกออกจากแรงดันไฟฟ้าต่ำและสัญญาณอ่อนแอกระแสต่ำ สัญญาณอะนาล็อกและสัญญาณดิจิตอลรวมถึงสัญญาณความถี่สูงและสัญญาณความถี่ต่ำควรแยกออกจากกัน
2. วงจรกราวด์: พื้นที่ของลูปที่เกิดขึ้นจากสัญญาณและวงจรของมันควรมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อลดการแผ่รังสีภายนอกและการรบกวน
3. การควบคุม Crosstalk: เพิ่มระยะห่างระหว่างสายไฟขนานทำตามหลักการ 3W และลดระยะห่างระหว่างชั้นสายไฟและระนาบพื้นเพื่อลด crosstalk
4. การป้องกันการป้องกัน: สำหรับสัญญาณสำคัญบางอย่างเช่นสัญญาณนาฬิกาและสัญญาณการซิงโครไนซ์ควรใช้การออกแบบโครงสร้างการป้องกันสายเคเบิลโคแอกเซียลนั่นคือการแยกออนไลน์ออฟไลน์ด้านซ้ายและด้านขวาด้วยสายพื้นดิน
5. ทิศทางการกำหนดเส้นทาง: ทิศทางการกำหนดเส้นทางของเลเยอร์ที่อยู่ติดกันควรสร้างโครงสร้างมุมฉากเพื่อลด crosstalk interlayer ที่ไม่จำเป็น
6. การจับคู่อิมพีแดนซ์: ความกว้างการเดินสายของเครือข่ายเดียวกันควรสอดคล้องกันเพื่อหลีกเลี่ยงความต้านทานลักษณะเส้นที่ไม่สม่ำเสมอที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความกว้างของเส้น
ข้อควรระวังอื่น ๆ
1. เลย์เอาต์ขององค์ประกอบความร้อน: องค์ประกอบความร้อนควรกระจายอย่างสม่ำเสมอเพื่ออำนวยความสะดวกในการกระจายความร้อน อุปกรณ์ที่ไวต่ออุณหภูมิควรเก็บไว้ห่างจากส่วนประกอบที่มีความร้อนสูง
2. การจัดเรียงส่วนประกอบ: การจัดเรียงของส่วนประกอบควรจะง่ายต่อการดีบักและบำรุงรักษา ส่วนประกอบขนาดเล็กไม่สามารถขยายได้รอบ ๆ และควรมีพื้นที่เพียงพอรอบ ๆ ส่วนประกอบที่ต้องมีการดีบัก
3. การเว้นระยะส่วนประกอบ: ควรวางส่วนประกอบปลั๊กอินชนิดเดียวกันในทิศทางเดียวในทิศทาง x หรือ y ระยะห่างระหว่างด้านนอกของแผ่นบัดกรีของส่วนประกอบที่ติดตั้งพื้นผิวและด้านนอกของส่วนประกอบปลั๊กอินที่อยู่ติดกันควรมากกว่า 2 มม. และระยะห่างระหว่างส่วนประกอบการยึดพื้นผิวอื่น ๆ ควรมากกว่า 0 7 มม.
4. การจัดวางตัวเก็บประจุของตัวเก็บประจุ: ตัวเก็บประจุ decoupling ควรวางให้ใกล้ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้กับหมุดพลังงานของ IC และวงจรที่เกิดขึ้นระหว่างพวกเขากับพลังงานและพื้นดินควรลดลง
5. แหล่งจ่ายไฟและความสมบูรณ์ของการก่อตัว: สำหรับพื้นที่ที่มีหลุมนำไฟฟ้าหนาแน่นจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อหลุมในพื้นที่ที่มีการจัดหาพลังงานและการก่อตัวเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของชั้นระนาบ
6. กฎการตัดมุม: ควรหลีกเลี่ยงมุมที่คมชัดและขวาในการออกแบบ PCB เพื่อลดรังสีที่ไม่จำเป็นและปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการ มุมระหว่างทุกบรรทัดควรมากกว่า 135 องศา
โดยสรุปกฎการออกแบบเค้าโครง PCB เกี่ยวข้องกับหลายแง่มุมและต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมถึงปัจจัยต่าง ๆ เช่นประสิทธิภาพของวงจรความน่าเชื่อถือและความสามารถในการผลิต การปฏิบัติตามกฎเหล่านี้ในการออกแบบเค้าโครง PCB สามารถมั่นใจได้ถึงคุณภาพและความเสถียรของแผงวงจร