PCB a través de la planificación

"¿Es esa la forma correcta de hacerlo?"

¡La forma "correcta" de hacerlo es la forma en que funciona! "Obras", a su vez, puede ser un término multidimensional. Ya que está haciendo este diseño como un ejercicio académico, algunas de estas dimensiones del "trabajo" probablemente no importarán.

Entonces, Dimensión 1: Conectividad. Si todo lo que necesita hacer como parte de este ejercicio es hacer todas las conexiones eléctricas en la placa correctamente (es decir, de acuerdo con un esquema o lista de redes), su esquema de via estará bien.

Si estuviera creando un PCB del mundo real, estas otras dimensiones probablemente jugarían un papel fundamental:

Dimensión 2: Soldabilidad. La integridad de las uniones de soldadura producidas entre un paquete BGA de recuento de bolas grande y su huella depende en gran medida de las características térmicas de la geometría general de la huella. Las almohadillas de bolas que se dirigen a las capas internas tenderán a perder calor en la capa interna durante la operación de soldadura con vapor, lo que dará como resultado una almohadilla relativamente fría y, por lo tanto, una junta de soldadura fría para esa bola. Esas almohadillas conectadas a un rastro de señal delgada tenderán a calentarse durante el proceso de soldadura y reaccionarán de manera opuesta, ya sea obteniendo la cantidad correcta de calor para formar una buena unión de soldadura o sobrecalentamiento que hace que la soldadura se convierta en una burbuja y cree un vacío en la unión.

Por lo tanto, las huellas y el enrutamiento recomendados para un BGA a menudo se basan en el rendimiento térmico esperado durante el proceso de soldadura. He visto huellas que tenían una vía por bola. El objetivo aquí era lograr una distribución uniforme del calor durante el proceso de soldadura en toda la matriz, a pesar de que todas las vías no estaban conectadas a señales o planos de potencia.

Dimensión 3: Integridad de la señal. La frecuencia de las señales en su circuito puede requerir un ajuste de impedancia y / o balanceo si son señales diferenciales. La inclusión de vías en estas llamadas "trazas de alta velocidad" puede ser bastante problemática para los objetivos de control de impedancia.

Además, el enrutamiento de las señales para evitar la generación de ruido y la susceptibilidad al ruido también es un problema en los PCB del mundo real que probablemente nunca se conocerán en un ejercicio académico.

Dimensión 4: Distribución de tensión. Asegurarse de que cada paquete obtenga el voltaje de operación correcto puede ser difícil. He participado en el diseño de PCB de comunicación de alta velocidad en los que los circuitos integrados consumieron muchos amperios de corriente de suministro. Las caídas IR e IL de los planos, trazas y vías funcionaron en contra de este requisito en los niveles actuales de suministro. Este es otro criterio de rendimiento que puede que nunca salga a la luz en un ejercicio académico de diseño de PCB.

Dimensión 5: Rendimiento térmico. Aparte de los problemas térmicos asociados con la capacidad de soldadura, existen aquellos asociados con la operación real. Aquí está preocupado por obtener calor generado por el troquel lejos de los paquetes IC. Los planos internos desempeñan un papel importante en esto al conducir el calor lejos de los cojines de bolas. Cuando tenga múltiples circuitos integrados, querrá separarlos lo suficiente para que el calor de uno no contribuya al sobrecalentamiento de un vecino.

En resumen, si su diseño académico de PCB solo se juzgará en conectividad, su verano debería ser relativamente agradable. Sin embargo, no espere unas "vacaciones" cuando llegue a diseñar un PCB tan complejo en el mundo real de la ingeniería eléctrica.