PCB布局

高质量的PCB布局要求在元器件放置时,要能实现紧密布线,确保将EMI控制在较低水平,同时还要满足机械约束条件。浏览我们的资源库,学习PCB成功布局的策略。

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Pi. MX8_第三章 Pi. MX8 项目 - 板布局 第1部分 1 min Altium Designer Projects 欢迎来到Pi.MX8开源计算机模块项目的第三部分!在这个系列文章中,我们将深入探讨基于NXP的i.MX8M plus处理器的系统模块的设计和测试。 在 上次更新中,我们查看了模块的原理图结构,并开始准备初步的元件布局。现在我们已经放置了元件,我们对设计的密度和这对层叠的要求有了一个好的了解。今天,我们将选择一个合适的层叠并开始布线第一条轨迹。 定义层叠 基于元件布局和一些战略因素,我们可以决定在设计中向前使用哪种PCB技术和哪种层叠。让我们首先看看元件密度: 顶层元件布局 初步的元件布局揭示了一个中等的整体设计密度。所有的活动元件都位于板的顶面,而底面主要包含去耦电容和其他被动电路。因此,板的底面相对空旷,为我们留下了充足的布线空间。然而,目标是为将要实施的额外功能分配这些空间,因为Pi.MX8模块旨在作为一个可以根据特定请求更新和扩展的平台。 底层元件布局 观察靠近板对板连接器的元件布局时,我们注意到许多元件直接放置在连接器的对面板上。如果我们决定只使用连接顶层到底层的标准通孔VIAs,那么在这些区域内我们将无法放置任何VIAs。为了打通板对板连接器上的所有引脚,并有效地布线连接器对面的活动电路,我们需要设计一种不仅仅依赖于通孔VIAs的方法。为此,我们将需要使用HDI层叠。 使用HDI层叠使得在后期扩展模块功能变得更加容易,因为我们不必一定要使用通孔VIAs来连接额外的元件,因此不必过多干预已建立的布线和元件布局。 对于Pi.MX8模块,我们将使用2+N+2层层叠。这是IPC-2226标准中定义的III型层叠,也是最常用的HDI层叠之一。 这种类型的层叠在制造过程中使用两个连续的层压步骤,以允许微通孔VIAs连接最外层的三层。一个埋藏的VIA用于连接不是连续制造过程一部分的核心层叠。这种类型层叠中使用的预浸料和预浸料厚度取决于PCB提供商的制造能力。连续层压预浸料的选择厚度受到微VIA的纵横比限制。与机械钻孔VIAs不同,微VIAs是通过使用短脉冲激光在预浸料中打孔创建的。通常使用的VIA直径在0.08mm到0.15mm之间。适合大规模制造的纵横比通常在0.6:1 – 0.8:1范围内。 薄的预浸料将确保不违反纵横比要求,同时为给定阻抗控制的走线减少走线宽度。对于只有一个参考平面的顶层或底层上的简单微带线来说,这不是问题。然而,我们必须小心第一个接地平面下面的嵌入式带状线,因为带状线上下到参考平面的短距离可能会导致某些阻抗控制接口的走线非常窄。 Pi.MX8板的最终层叠是与PCB制造商合作创建的,如下所示: Pi.MX8层叠 总体而言,该模块将基于10层堆叠构建。顶层、L2层、L7层和底层将被用作信号层。L1层、L3层、L6层和L8层将被用作地平面。剩下的两层L4和L5将作为电源层。电源层是使用仅18μm厚度的薄箔构建的。我们必须密切关注这些层的IR降。电源层与相邻的地平面紧密耦合,仅有75μm的预浸料将这些层分隔开。这导致额外的平面电容,这对于在高频下提供低PDN阻抗非常有益。一旦我们完成布局,我们将通过仿真验证PDN行为。 关于这个堆叠的另一个重要方面是,我们将仅使用交错的微通孔而不是堆叠的微通孔。这意味着微通孔不能直接叠放在彼此之上,而必须至少以0.35mm的中心到中心的间距错开。使用交错的通孔使得连续层的注册更加容易,这降低了一些PCB提供商的制造成本。对于使用两个以上微通孔程序的HDI堆叠,也推荐使用这种方法来增加微通孔的可靠性。使用交错微通孔的缺点是需要额外的空间来满足最小偏移要求。在管理邻近走线的返回路径时,还需要考虑地平面中创建的空隙。 阅读文章
降低材料清单成本的技巧 降低材料清单成本的技巧 1 min Blog 简介 物料清单,简称BoM,是任何硬件设计项目的关键文件。本质上,它列出了构建完成的印刷电路板(PCB)组装所需的所有组件。BoM还列出了每个组件的附加信息,例如组件名称或值、PCB上的参考指示符、制造商、制造商零件号、分销商链接等等。下面展示了一个典型的BoM摘录,使用了Altium Designer的物料清单报告工具。 图1 最小BoM示例 BoM通常作为Excel电子表格或CSV文件导出,与其他制造信息(例如,Gerber、拾放和组装信息)一起发送给PCB制造商和组装厂,以生产设计。 创建BoM看似是一个相当简单的过程——实际上,只是使用您的ECAD工具的BoM功能导出您的原理图和PCB上的所有组件的结构化列表。然而,我们有许多方法可以改进我们的BoM,降低其成本,从而降低设计生产的总成本。随着我们的生产量增加,这变得越来越重要。 从新的硬件设计项目开始就应该考虑降低BoM成本,但在许多情况下,我们仍然可以在接近制造步骤时有效地降低BoM成本。 在尝试降低BoM成本时,我们需要考虑几个方面。例如,零件本身的实际成本、采购成本和组装成本。本文将概述一些您可以降低BoM成本的方法——让我们开始吧! 技巧#1 – BoM整合 如其名称所示,BoM整合是一种通过调整和合并类似项目来减少BoM中唯一项目的数量,从而缩短BoM总长度的策略。拥有一个更短的BoM使采购过程更简单,减少了组装工作和成本,并减少了库存大小——举几个例子。 BoM整合的一个例子是,如果我们的设计中有几个I2C接口,但它们使用不同的上拉电阻值。如果当前消耗和速度要求允许,我们可以在所有总线上使用相同的(例如,值最低的)上拉电阻,从而减少BoM的长度。 图2 BoM整合前 图3 BoM整合后 BoM整合也可以通过移除设计中经测试发现不再需要的冗余部分或功能来实现。 另一个未在上文反映的成本因素是每年生产的2.2k电阻与2.5k电阻的数量。举个例子,比较这些 阅读文章