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[供应] 精科裕隆:PCB板布线有哪些基本原则和操作?

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发表于 2021-9-25 15:54:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
PCB板布线有哪些基本原则和操作?相信不少人是有疑问的,今天精科裕隆就跟大家解答一下!: }- S' p! _+ P$ O* p$ p) N
) G' {, ?* i# |1 H! j$ T
布线概述及原则/ Z) o8 Q) l' |; Z7 d, Q. @

8 A  s$ C: H2 h) \随着高速理论的飞速发展,pcb走线已经不能看作简单的互连载体了,而是要从传输线理论来分析各种分布参数带来的影响,分布参数电路是必须考虑电路元件参数分布性的电路。. c3 |& k( |4 P

# R7 @1 Z; g. s' Z, D参数的分布性指电路中同一瞬间相邻两点的电位和电流都不相同。这说明分布参数电路中的电压和电流除了是时间的函数外,还是空间坐标的函数,同时pcb的复杂度和密度也同时在不断的增加。; v' F& K* }" R# M2 t7 y' X* X
9 B5 R, I6 d% d5 w) t3 q
从铺铜的通孔设计,到微孔设计,再到多阶埋盲孔设计,现在还有埋阻、埋容、埋藏器件设计等,高密度给pcb布线带了极大困难的同时,也需要pcb设计工程师更加深入的了解pcb生产加工流程和其工艺参数。% B; u3 d# m1 y) k* @* g
$ F  f! y5 `3 Y! |; n+ I" }6 C
布线方式分为自动布线和手动布线,自动布线目前在很多方面不能满足硬件工程师高标准的要求,所以一般是手动布线来实现的。3 y' k4 A  o5 o* ]# ?9 X% ~

  i  R6 L7 P5 A% q* l布线中的DFM要求+ w$ z, G7 n/ ?2 Y& P% W% H5 Q
" x  R7 l2 G, A; \. a
1、孔/ I! W! W9 N+ N
1 s! B4 A  e( t1 s
机械钻孔常规推荐8mil以上,极限6mil,尽量保证厚径比一般在10:1,厚径比越高越难加工,器件孔环宽单边至少8mil,过孔环宽单边至少4mil,加工厂商会在cam处理时自动优化,阻焊开窗为单边50um。  f" V8 g& Q# l7 @; L6 r$ D( L

5 P: s" a1 |. P3 U( [同一网络的过孔间距可以为6mil,不同网络过孔间距为275um,不同网络器件孔间距为425um,制作是钻头一般比原稿孔大150um,钻头以0.05mm递增,更大的钻头,会以0.1mm递增。然后通过孔化,电镀满足最终的成品孔径要求。7 Q/ y1 T0 u8 ^! _

, V. E* Q, R) j: V非金属化钻孔到板边的间距150um即不会破孔,常规边框公差,金属化的钻孔到板边至少10mil。
% @: P" v, Y/ U/ ^, F  n. x* B; G5 b$ ^3 U9 y* ~: w( F
2、ETCH) [, w: R  s) {/ N3 d
* \- }7 G+ o6 ?9 o9 G' d% B
0.5oz的铜厚,最细线宽可以做到3mil,最小间距2mil。
; n% n3 C/ b; U0 O( C
0 a7 G0 d& N+ Y) \1oz的铜厚最细线宽3.5mil,最小间距4mil。; h  W! J# H$ G

0 F$ @3 e' h9 i9 r7 r2oz铜厚最细线宽4mil,最小间距5.5mil。1 t0 K$ ]4 I2 R/ N6 w, N
. f* e$ r& b# ^% e
内电层避铜至少20mil。# @( P. l- d5 O+ |: N$ j6 N
% H7 A+ m3 O. A$ y6 y1 C
小的分立器件,两边的走线要对称。+ M9 x( \0 S5 g( |: k

, r3 w, k  @: x0 w& J, D2 ]4 HSMT焊盘引脚需要连接时,应从焊脚外部连接,不允许在焊脚内部连接。
$ B% }" ~1 ]! Y1 p
- {2 U( T- Y) F/ ]  d0 v对于SMT焊盘在大面积铺铜时需要花焊盘连接。
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ETCH线分布均匀,防止加工后翘曲。
( O2 g* d5 c' M; w" E) Z" P& v& u% _0 t& l1 }( ^& B( D) P6 w
布线中电气特性要求
( I6 t$ E3 K6 l/ l9 m1 d3 Y5 z. P2 V, i# M9 E1 H2 d, Q$ u* E
1、阻抗控制以及阻抗连续性$ H& z' ]9 u) z, G7 |: z
% @" }/ x' G& e9 U7 ^2 @8 p
避免锐角、直角走线。& ^5 r5 g8 {7 ^3 h
9 F! j: I2 r0 i! [
关键信号布线尽量使用较少的的过孔。" Y0 I, \7 e5 i# {/ ~
: P% _' _8 M+ p- O, B
高速信号线适当考虑圆弧布线。9 |* W' \: K7 B3 @
3 q: v9 J5 P: i3 v5 B  q2 ~
2、串扰或者EMC等其他干扰的控制要求
/ F0 ], B6 ?7 T0 J2 K- ^* T8 Z( Q% I$ K& O+ {
高速信号与低速信号要分层分区布线。
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数字信号与模拟信号一号分层分区布线。
+ f/ a% U4 @9 F" Q! _) |  N0 N( `7 w: X
敏感信号与干扰信号分层分区布线。: i' k! a+ z$ P  z) s
# \" B3 A+ B! B1 Q6 ~1 s6 p( h, T
时钟信号要优先走在内层。
2 C8 {  W1 x4 J1 l5 p& k, A$ P% K! @; X3 D
在功率电感,变压器等感性器件的投影区下方不要走线铺铜。(由于线圈间会有寄生电容,与其电感产生并联谐振,因此会有SRF,而SRF与EPC有关,因此EPC越小越好,即可确保电感性的频率范围越广。1 M: N5 v  S. r" Z

& l% v" D1 ]( E7 V而SRF需至少为DC-DC Converter切换频率的十倍,例如若切换频率为1.2MHz,则SRF至少需 12MHZ,因此Layout 时,其功率电感下方要挖空,不要有金属,避免产生额外的EPC,导致电感性的频率范围缩减)' k( D9 K9 D- q, W- g+ [* {
, \9 u9 H/ i3 l9 R  V9 n
关键信号要布在优选层,以地为参考平面,关键信号考虑使用包地处理,任何信号,包括信号的回流路径,都要避免形成环路,这是EMC设计的重要原则之一。) C* @% @& i  `  T- v) |/ w

& T2 |- d# M. R% n/ y; W! p& G高速布线的3w原则
" ?* N  {! S9 L9 G: u3 O; D: p; e5 `( l
拓扑结构和时序要求: {' P# Z; Q1 I  ]" L

0 L" ]: ?* b" w$ n2 A9 D满足时序要求是系统能正常稳定工作的关键,时延控制反应到pcb设计上就是走线的等长控制,绕等长甚至已经成为布线工程师挂在嘴边你的一个术语,时序设计也是非常复杂的系统要求,pcb设计工程师不仅要会绕等长,还要真正理解等长后面的时序要求。
8 A- b& N. n: Z2 E% o; A
' U  V" ^! C( j3 O7 J, ]电源以及功率信号的布线要求,电源入口电路要做好防护后滤波原则!
3 X% p% j. \. P7 X+ P7 s' s# m; V. r6 G* M
芯片及其滤波电容的引脚要尽量短粗,储能电容要多打孔,减小布线带来的安装电感,考虑安规要求,电源网络压差较大时需要远离,高压网络插件引脚和过孔需要做挖空处理。8 m  k9 N- z% w- u1 k/ L
- z) R$ ~( V: o  q0 D! s  k
布线中的散热考虑
5 E# X' |1 W3 Q. k* u: B( q" b
! R0 x4 |: V. e5 ~% q, R6 V电子设计还有一个重要的趋势,就是电压下降,功耗提升,pcb布线作为板极热设计的重要组成部分,也就因此变得更加重要,必要的时候,需要使用相关的电、热仿真工具来辅助进行热设计。
8 d& A" x8 b- L, S. s# E) c; H
+ y' m2 y) B+ Z! g6 s5 Z0 Z# P' n严格计算布线通道,满足载流要求,还要关注过孔的载流能力,合理规划过孔数量和位置,发热量大的芯片下方有空的位置可以大面积加地铺铜,并添加地孔来加强散热。, D; O% N) {4 [* _* U- |6 O
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大功率发热量大的器件的投影区内,在所有层不要走高速线和敏感信号线,大电流电源,如果其布线路径补觉长时,需要加强其布线通道来减少热损耗,已经添加有散热焊盘的发热器件,在散热焊盘上添加过孔来加强散热。
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7 S) o, z1 W, m7 x布线总结
; k1 d; q3 W* T" s, H
% @* p& z/ e. K" ?PCB布线是一个系统的工程,设计工程师需要具备多学科的综合知识,同时还要有较强的分析处理能力,综合各方面需要取得较好的平衡。- l4 N+ m" k# w4 b

1 Q& k. q% r) Y, DPCB设计不是神话,不是黑盒子,也没有放之四海而皆准的方法,所有合理的规范要求,背后都能找到真实的理论制程,平常工作中多想,多问,多学,这才是成为高手之路。
4 W% t* w. f% `% U/ i" r2 V; A1 F3 A% G8 J. a$ J& Z, d
以上就是精科裕隆小编给你们介绍的PCB板布线有哪些基本原则和操作,希望大家看后有所帮助!
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