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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!
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布线概述及原则
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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。- e( g8 K( K9 T) L/ o. \, _

$ h1 c: P* Z/ u8 Q6 C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。% p$ Q& y, w) ]4 C7 [( H4 D6 ^' l

4 c" U! b8 f5 i$ [! 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。
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- p0 C. a) ]/ D7 Q6 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。2 g: R: ]9 v/ |* A) G2 V
( H5 P4 u4 o+ p  k8 h9 Q( l
布线中的DFM要求& o, y  {$ ?  P5 a( N# v8 R; [- V

  k% o3 V5 `. v9 X$ p, ^7 T5 y1、孔, x# H) t, _& `0 @: {% C2 b

  ~# e1 x5 i9 B* R" P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。
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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。
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, }+ x1 |! x2 y# d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。- ~4 S+ q% c, M4 A) k0 _  ^" t

( T( r0 K' w( b% R1 ]2、ETCH# a5 c4 x! c, u* z' g" ^) j+ ?
! i1 P/ a3 V: t
0.5oz的铜厚,最细线宽可以做到3mil,最小间距2mil。: |* h. b% @8 s2 Y* {3 Z! f# U/ I

: \8 P, W: M+ {1oz的铜厚最细线宽3.5mil,最小间距4mil。
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2oz铜厚最细线宽4mil,最小间距5.5mil。0 ~" b! u/ p1 }

+ z1 E' S- A! k2 X内电层避铜至少20mil。
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小的分立器件,两边的走线要对称。
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SMT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。
4 H6 C% H4 D/ ?/ N: D* G) _( b. |1 O9 {
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。
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) n# S5 ~  c1 W5 u3 ~2 Q/ h( b1 u布线中电气特性要求5 x! T" T, G7 P* D7 v# s! C% G. B

9 x8 G/ l9 G- a  A1、阻抗控制以及阻抗连续性
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, u- v$ n5 u8 |4 F1 J避免锐角、直角走线。
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关键信号布线尽量使用较少的的过孔。
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3 Q# c% c9 C% a6 G" m1 \" e高速信号线适当考虑圆弧布线。" i% i0 k3 D  J4 Z2 J. W
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2、串扰或者EMC等其他干扰的控制要求
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3 N" R1 z& I- s3 z% N/ l7 m高速信号与低速信号要分层分区布线。* B3 \$ P: G) V$ c6 f% Q+ J
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数字信号与模拟信号一号分层分区布线。9 Z+ w5 {# C0 n0 I& Y
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敏感信号与干扰信号分层分区布线。
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# ~2 e8 ~& `( m6 w3 _# {1 x* Q时钟信号要优先走在内层。
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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。% r" k0 y+ I4 T' n6 L4 M- ^

: s& |6 z& z# Q: j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)
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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。
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  G* t- V4 p' b- r高速布线的3w原则
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拓扑结构和时序要求
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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。4 j4 P/ a9 m9 j
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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!
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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。' O% L5 k/ r- `5 ]) [' I( F& N2 @

7 P. O& p( ^! H' ^+ T" A( Q1 ?布线中的散热考虑
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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。: y3 B$ ]; t) v! y. `

9 Z8 p+ U( x  U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。
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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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布线总结5 ~# E* j' w, K: M' Y4 U

( b1 h2 ?6 l0 UPCB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。
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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。9 F0 J2 ]2 X+ L; o5 p- W
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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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