|
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!
6 X0 H7 Q5 W0 o1 E/ W: V" I, D' E# p, x. Y+ f+ L* ]; ~7 h
布线概述及原则% W. r. `3 K" `) q
* m3 P* V1 N @% x7 @/ S; g% K2 _6 [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。
. f+ K# ]; Z: l3 m' a( U R" t( c. Z9 b/ [4 |
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。
" {# B: N; P6 _$ w7 j6 U6 F! A! f" s3 T, K* ]
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。
% X8 O D& m4 M* J
) c" x. B; M: v/ `8 N' B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。" s6 p( `+ s$ N/ N# B7 f6 H
9 }3 N }+ a6 i8 U& u) D布线中的DFM要求
/ ~8 j% I1 K0 w i* G# T$ F5 q( j7 [/ V. Q
1、孔) O# z" I. O/ e( ] ^) S& U
7 ?# b A$ L0 u% F
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。4 O" M$ u2 H) Q/ H; W. M
8 S. A# N* L8 _% h2 E
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。
$ K! ~! ^4 R2 @* m# g) x5 |0 t( z( s: [9 i2 I% ~
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。
: B0 ^0 b0 V& {; q% Z, e* Z: r: a7 R, _( w. D) u; U
2、ETCH
+ ~8 t5 @8 ?! y, n! b' u- W- p, c$ V b
0.5oz的铜厚,最细线宽可以做到3mil,最小间距2mil。3 x) p; n0 E2 h
, K; ~. I8 a0 B4 g
1oz的铜厚最细线宽3.5mil,最小间距4mil。
6 U4 z. }- @% O% g; _
( A! J( {4 s' p: B2oz铜厚最细线宽4mil,最小间距5.5mil。. z6 |3 ?; l$ D+ ?5 X
5 C2 Q0 `7 j% j& @* A, t. w
内电层避铜至少20mil。
8 j. C5 y4 m$ X+ Y" y3 N9 f! S4 R7 E) z1 ^
小的分立器件,两边的走线要对称。
1 y* J5 O! `% _. Q3 I, X
7 K# s6 {/ ]3 X$ [- }. R7 sSMT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。9 O; F7 k# o) }' _
' G# Q. n) @- ]: ]7 ]. S
对于SMT焊盘在大面积铺铜时需要花焊盘连接。
& }5 M5 E' o7 o j
+ ]5 }6 U# x9 }( `3 dETCH线分布均匀,防止加工后翘曲。
( C! i }6 h: z5 p
& o* [+ {- D2 A6 X9 M! C布线中电气特性要求$ f% u% V, }+ k% ^" j* S( R
) R& w6 _8 E; ^4 C- v9 X& Q% B1、阻抗控制以及阻抗连续性
; j* J+ L+ }7 d# q. p/ ]& q# d% N* Y0 j" G+ a4 q. h
避免锐角、直角走线。# |2 S% n& C" n8 ]0 h
C1 n% s5 j1 p关键信号布线尽量使用较少的的过孔。
$ ~ r5 k4 x" R9 c3 t' b8 [6 K. W0 l8 R9 c( |) Q- _* T' J& K
高速信号线适当考虑圆弧布线。
$ d1 P, [) \9 r1 t4 {* ?; {8 }. U% B+ h* X9 X
2、串扰或者EMC等其他干扰的控制要求0 B4 e8 G' l4 {/ g9 H
5 s5 i1 z z) J$ ]5 m
高速信号与低速信号要分层分区布线。
4 B& ?% s! q# U) m: ^$ Z; e' U% V( r
数字信号与模拟信号一号分层分区布线。
$ w9 S/ t& u2 D6 l% ~' L7 U
8 I$ ]! p9 P. A R( a) v敏感信号与干扰信号分层分区布线。$ S/ @" n# I8 p/ N/ { @" {
3 L" \! W' E; n) T( d3 h5 p. U
时钟信号要优先走在内层。/ f2 z8 O" a$ \# X% P) \
; B+ I8 I4 O5 R" p6 e
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。5 c& M. i& n( I# z
4 S1 [; R0 {) y V6 c1 x+ L7 g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)* D$ G* x/ ~- l7 @; G
! ?5 i* L2 A5 B1 {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# B9 u! k1 s$ K* L& k1 ^, H; m3 a9 d0 r0 P' W9 g: ^8 E3 g
高速布线的3w原则1 L7 C I* b* d {' U
7 @4 }8 r; A' I8 f2 f' \2 L0 C拓扑结构和时序要求+ c+ y* i: G; ^0 J. N: ^1 ], W. s
4 S% x# E* Y/ K3 |
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。) |9 L8 o3 o1 H- _( A' p s
& W' |4 J6 M, h7 }, U" o- n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!# ]5 q8 ^! t/ Z6 u
: ^5 f) s( z$ p/ q2 f' R) x/ e
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。1 g/ R# Y4 Z/ i
( n) m5 ?4 k& k6 V4 U' N; l布线中的散热考虑
6 O% x3 _4 u5 ~6 T2 z) x9 s% L9 K. B# m- Z$ ^
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。
$ d. d& o; t8 Y7 o2 r/ A) k; J1 z9 Z
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。& e) S @ S& g0 L- r( M- y
3 p: S! ~/ y! p; V' ]; S, b
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。0 f" L% n7 a) d+ c, s
$ ? @+ |, j: X A! B布线总结9 l' B0 k- z4 ~0 t
0 r1 L5 Z, _& b, G5 ~$ QPCB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。# B$ \2 I; g( Z9 b! h* I% b. J2 i
+ p- \/ K5 z) S8 V; m" O
PCB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。! T+ t e7 M, @9 l3 F! e* D
2 [1 ~: b* v+ N$ Q0 j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! |
|