V zostave DPS (doska s tlačenými obvodmi) je optimalizácia rozloženia komponentov kľúčovým krokom na zabezpečenie výkonu, spoľahlivosti, výroby a udržiavateľnosti obvodu. Nasledujú podrobné odporúčania pre optimalizáciu rozloženia komponentov DPS:
Po prvé, všeobecný princíp
Funkčný oddiel:
Podľa funkčných blokov obvodu sú rovnaké alebo príbuzné funkčné komponenty umiestnené dokopy, aby sa uľahčil tok signálu a riadenie výkonu.
Vyhnite sa rušeniu medzi komponentmi s rôznymi funkciami, napríklad samostatnými digitálnymi obvodmi od analógových obvodov a oddelenými vysokofrekvenčnými obvodmi od nízkofrekvenčných obvodov.
Integrita signálu:
Usporiadanie zvažuje smer a dĺžku signálneho vedenia a snaží sa skrátiť dĺžku kľúčového signálneho vedenia, aby sa znížilo oneskorenie signálu a rušenie.
V prípade vysokorýchlostných signálnych línií sa prijíma prenos diferenciálneho signálu a dĺžka párov diferenciálnej čiary sa skráti čo najďalej a páry čiary sú udržiavané rovnobežné a rovnaké dĺžky.
Úvahy o rozptyle tepla:
Komponenty s vysokou spotrebou tepelnej energie by sa mali umiestniť do polohy vedúcej k rozptylu tepla, napríklad v blízkosti otvorov alebo chladičov.
Vykurovací prvok by sa mal rovnomerne rozložiť, aby sa predišlo miestnemu prehriatiu.
Výroba a udržiavateľnosť:
Komponenty by mali byť usporiadané tak, aby uľahčili zváranie, testovanie a servis.
Nechajte dostatok priestoru na prevádzkovanie testovacích príslušenstiev a servisných nástrojov.
Po druhé, konkrétne zručnosti rozloženia
Veľké pred malými, ťažkými pred ľahkými:
Uprednostnite usporiadanie dôležitých jednotkových obvodov a základných komponentov, aby ste zaistili, že ich poloha je primeraná a prietok signálu je hladký.
V prípade komponentov, ktoré je ťažké drôty, by sa ich umiestnenia mali naplánovať vopred, aby sa predišlo následným problémom s zapojením.
Referenčný schematický diagram:
Podľa zásadného blokového diagramu obvodu určte polohu rozloženia hlavných komponentov, takže tok signálu je jasný a primeraný.
Ľahko ladenie a opravy:
Vyhnite sa umiestneniu veľkých komponentov okolo malých komponentov, aby ste zabránili prekážkam počas uvedenia do prevádzky a údržby.
Okolo komponentov by malo byť dostatok miesta na ladenie, aby sa uľahčilo spojenie testovacieho nástroja.
Symetrické usporiadanie:
Rovnaká štruktúra časti obvodu, pokiaľ je to možné, použiť štandardné rozloženie 'Symetrical ', zlepšujú konzistenciu a krásu rozloženia.
Orientácia komponentov je konzistentná:
Rovnaký typ komponentov doplnkov by sa mal umiestniť v jednom smere v smere X alebo Y a polárne diskrétne komponenty toho istého typu by sa mali snažiť byť konzistentné v smere X alebo Y, aby sa uľahčila výroba a kontrola.
Umiestnenie vysokofrekvenčných komponentov:
Keď elektrický signál prekročí frekvenciu 1 MHz, osobitná pozornosť by sa mala venovať umiestneniu vysokofrekvenčných komponentov.
Vysokofrekvenčné komponenty by mali byť čo najbližšie, aby sa skrátila dĺžka vysokofrekvenčného signálneho vedenia a znížila rušenie signálu.
Zemná vrstva musí byť veľmi obmedzená, pokiaľ ide o expanziu, a komponenty s ňou pripojené by mali byť čo najbližšie k sebe.
Usporiadanie kondenzátorov oddelenia:
Oddeľovací kondenzátor by mal byť čo najbližšie k napájaciemu kolíku IC, aby sa skrátila dĺžka slučky medzi napájacie napájanie a zem a zlepšila účinok oddelenia.
Usporiadanie chladiacich prvkov:
Vykurovací prvok by sa mal rovnomerne rozložiť, aby sa predišlo miestnemu prehriatiu.
V prípade aplikácií s vysokými požiadavkami na energiu by sa mali vykurovacie prvky, ako sú regulátory a prevádzkové zosilňovače energie, mali by sa umiestniť do polohy vedúcej k rozptylu tepla a malo by sa zvážiť použitie otvorov rozptyľovania tepla alebo chladičov.
Vyhnite sa prekrývaniu a prechodu:
Malo by sa vyhnúť prekrývaniu a kríženiu medzi komponentmi, aby sa zabránilo skratu a rušeniu signálu.
Pri zapojení by sa mal minimalizovať kríženia signálnych línií a vertikálny kríž by sa mal použiť, ak je nevyhnutné znížiť rušenie signálu.
Vytvorte priestor pre medený steh:
Pri umiestňovaní komponentov sa uistite, že existuje dostatok vôle, aby prešiel medený drôt, najmä v blízkosti komponentov so stovkami kolíkov.
Vyhnite sa umiestneniu príliš hustého zapojenia do oblastí s hustými komponentmi, aby sa nezvýšilo ťažkosti so zapojením a rušením signálu.
Postupujte podľa schematického dizajnu:
Umiestnenie komponentov do logických skupín na rozloženie PCB ako schematický dizajn ušetrí čas a minimalizuje dĺžku čiary.
Mnoho častí bolo logicky zoskupených podľa schematického diagramu a usporiadanie by sa malo pokúsiť zachovať tento skupinový vzťah.
Po tretie, kontrola a optimalizácia rozloženia
Kontrola integrity signálu:
Pomocou nástroja na analýzu integrity signálu skontrolujte rozloženie, aby ste zaistili, že požiadavky spĺňajú dĺžku signálneho vedenia, porovnávanie impedancie, Crosstalk a ďalšie parametre.
Tepelná analýza:
Tepelná analýza PCB, aby sa zabezpečilo, že rozptyl tepla vykurovacieho prvku je dobrý a vyhýba sa miestnemu prehriatiu.
Kontrola výroby:
Použite nástroje na kontrolu výroby na kontrolu rozloženia a zabezpečenie rozloženia komponentov spĺňa požiadavky výrobného procesu.
Skontrolujte, či medzery, zváracie body a diery komponentov spĺňajú normy.
Optimalizujte rozloženie:
Usporiadanie je optimalizované na základe výsledkov integrity signálu, tepelnej analýzy a kontroly.
Upravte polohu, smer, rozstupy a ďalšie parametre komponentov, aby bolo usporiadanie primeranejšie a efektívnejšie.
