PCB设计规则以提高生产率和利润

2020-06-17

集成電(diàn)路可(kě)能(néng)需要几个不同的電(diàn)压域。即使两个引脚使用(yòng)+3.3伏，它们可(kě)能(néng)也不想连接到同一電(diàn)压轨。它们可(kě)以用(yòng)铁氧體(tǐ)磁珠彼此隔开，或者在许多(duō)情况下可(kě)以通过单独的電(diàn)源分(fēn)开。

高大的围栏可(kě)以成為(wèi)好邻居，而许多(duō)屏蔽则可(kě)以在PCB上实现良好的共存

复杂芯片的電(diàn)压要求会迅速增加。一个特定的设备可(kě)以满足几个電(diàn)源域的要求，该设备由為(wèi)集成電(diàn)路量身定制的一堆独立電(diàn)源组成。電(diàn)源管理(lǐ)集成電(diàn)路（PMIC）是一类考虑了该功能(néng)的设备。这些器件的外围有(yǒu)开关输出引脚，通常在BGA场内部深处带有(yǒu)外部振荡器引脚。加上所有(yǒu)这些大電(diàn)感器，您就会明白為(wèi)什么可(kě)能(néng)需要做出看似次优的决策。

我们获得了一份数据手册，其中包含对PMIC供電(diàn)的片上系统（SOC）的要求。这些规则将作為(wèi)设计规则检查器的测试。这些连接通常以散布在几层上的形状制成。我们可(kě)以為(wèi)网络分(fēn)配線(xiàn)宽，但是在使用(yòng)可(kě)被通孔穿透的形状时，难度会更大。一簇通孔可(kě)以形成一个形状的缝隙，使有(yǒu)效宽度不足以满足電(diàn)源需求。

这就是Power Integrity Engineer进来的时候。将電(diàn)路板的電(diàn)源平面几何图形馈入其专用(yòng)软件将揭示所有(yǒu)热点。一些域可(kě)能(néng)满足要求，而其他(tā)域则位于热图的红色區(qū)域。我们也许可(kě)以添加更多(duō)的铜，但这通常是以牺牲同一层上其他(tā)形状的成本為(wèi)代价的。它可(kě)以成為(wèi)一种平衡行為(wèi)。

使所有(yǒu)電(diàn)源平面都满足仿真中的规范可(kě)能(néng)需要几次迭代。对于移动電(diàn)子来说，这尤其明显，因為(wèi)其電(diàn)路板空间和電(diàn)池電(diàn)量非常宝贵。一旦主设备具有(yǒu)令人满意的形状集，外围设备将保持散布状态，通常使用(yòng)单独的電(diàn)源进行处理(lǐ)。我们希望将那些调节器放置在靠近负载的位置。

效率不高的大型線(xiàn)性调节器除少数应用(yòng)外，已变得像恐龙一样。在大多(duō)数情况下，开关電(diàn)源（SMPS）可(kě)以解决问题。这些器件的输出具有(yǒu)很(hěn)多(duō)开关噪声，可(kě)通过在引脚旁边放置一个大電(diàn)感器来解决。我们可(kě)以建立最小(xiǎo)的走線(xiàn)宽度和最大的走線(xiàn)長(cháng)度，但是同样，经常使用(yòng)的形状很(hěn)难以此方式进行约束。将数据手册示例视為(wèi)设计规则集。即使数据表中未提及，屏蔽设备的可(kě)能(néng)性通常也足以為(wèi)呼吸提供空间。

防护环并不总是矩形的，而成本较低的是

对于SMPS应用(yòng)程序，我建议在放置所有(yǒu)辅助组件时采用(yòng)矩形布局。然后，接地环应构成電(diàn)源電(diàn)路。如果布局不符合联邦通信委员会（FCC）制定的规则，则可(kě)以在電(diàn)源上添加可(kě)选的EMI屏蔽。

有(yǒu)两个基本规则适用(yòng)于電(diàn)子设备。第一个也是最明显的一个问题是该产品不会发出会干扰附近其他(tā)電(diàn)子设备的辐射。必然的规则是，小(xiǎo)发明应不受其他(tā)设备发出的环境辐射的影响。如果看起来像系皮带和吊带裤，那您就明白了。很(hěn)难知道失败的根源，因此请務(wù)必谨慎。

当涉及分(fēn)离不同電(diàn)路时，谦虚是最好的策略

Ifixit是一个网站，提供热门产品的拆解。他(tā)们撕开了Magic Leap的增强现实现实护目镜，看起来主逻辑板上的每个设备都生活在自己的小(xiǎo)金属外壳中。这是最终解决AR / VR领域中所有(yǒu)功能(néng)之间共存问题的昂贵方法。

无论您是使用(yòng)ECAD软件来控制線(xiàn)宽，長(cháng)度和气隙，还是按照芯片供应商(shāng)的建议进行布局，都有(yǒu)一些规则可(kě)以使布局成功。将所有(yǒu)这些规则与制造，组装和测试设计（DFM，DFA和DFT）结合起来并不容易。

我们的布局软件的最新(xīn)版本实现了许多(duō)新(xīn)工具。集成SI / PI数据将使我们更快地到达终点。依靠最新(xīn)的设计规则有(yǒu)助于导航最复杂的设计，但也适用(yòng)于较简单的電(diàn)路板。对此进行预先计划是预防之道。以后必须重新(xīn)加工或重新(xīn)设计PCB是治愈的重中之重。每次都要预防。