發(fā)表評(píng)論:
在PCB
布線時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到板子上到處都是飛線的問(wèn)題,面對(duì)成百上千、雜亂無(wú)序的走線,究竟該如何解決?其實(shí)與其布線后調(diào)整,不如先掌握一些走線技巧,提高設(shè)計(jì)效率。
PCB布線的基本要求
基本線寬、線距和凈距
首先了解PCB布線的基本要求,如下:
設(shè)計(jì)的線寬線距應(yīng)該考慮所選PCB
生產(chǎn)工廠的生產(chǎn)工藝能力,如若設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置線寬線距超過(guò)合作的PCB
生產(chǎn)廠商的制程能力,輕則需要添加不必要的生產(chǎn)成本,重則導(dǎo)致設(shè)計(jì)無(wú)法生產(chǎn)。
一般正常情況下線寬線距控制到6/6mil
,過(guò)孔選擇12mil(0.3mm)
,基本80%
以上PCB
生產(chǎn)廠商都能生產(chǎn),生產(chǎn)的成本最低。
線寬線距最小控制到4/4mil
,過(guò)孔選擇8mil(0.2mm)
,基本70%
以上PCB
生產(chǎn)廠商都能生產(chǎn),但是價(jià)格比第一種情況稍貴,不會(huì)貴太多。
線寬線距最小控制到3.5/3.5mil
,過(guò)孔選擇8mil(0.2mm)
,這時(shí)候有部分PCB
生產(chǎn)廠商生產(chǎn)不了,價(jià)格會(huì)更貴一點(diǎn)。
線寬線距最小控制到2/2mil
,過(guò)孔選擇4mil(0.1mm)
,此時(shí)一般是HDI
盲埋孔設(shè)計(jì),需要打激光過(guò)孔),這時(shí)候大部分pcb
生產(chǎn)廠商生產(chǎn)不了,價(jià)格是最貴的。這里的線寬線距設(shè)置規(guī)則的時(shí)候指線到孔、線到線、線到焊盤(pán)、線到過(guò)孔、孔到盤(pán)等元素之間的大小。
設(shè)置規(guī)則考慮設(shè)計(jì)文件中的設(shè)計(jì)瓶頸處。如有1mm
的BGA
芯片,管腳深度較淺的,兩行管腳之間只需要走一根信號(hào)線,可設(shè)置6/6mil
,管腳深度較深,兩行管腳之間需要走2根信號(hào)線,則設(shè)置為4/4mil
;有0.65mm
的BGA
芯片,一般設(shè)置為4/4mil
;有0.5mm
的BGA
芯片,一般線寬線距最小須設(shè)置為3.5/3.5mil
;有0.4mm
的BGA
芯片,一般需要做HDI
設(shè)計(jì)。一般對(duì)于設(shè)計(jì)瓶頸處,可設(shè)置區(qū)域規(guī)則(設(shè)置方法見(jiàn)文章尾部),局部線寬線距設(shè)置小點(diǎn),PCB
其他地方規(guī)則設(shè)置大一些,以便生產(chǎn),提高生產(chǎn)出來(lái)PCB
合格率。
設(shè)置規(guī)則考慮設(shè)計(jì)文件中的設(shè)計(jì)瓶頸處。如有1mm
的BGA
芯片,管腳深度較淺的,兩行管腳之間只需要走一根信號(hào)線,可設(shè)置6/6mil
,管腳深度較深,兩行管腳之間需要走2
根信號(hào)線,則設(shè)置為4/4mil
;有0.65mm
的BGA
芯片,一般設(shè)置為4/4mil
;有0.5mm
的BGA
芯片,一般線寬線距最小須設(shè)置為3.5/3.5mil
;有0.4mm
的BGA
芯片,一般需要做HDI
設(shè)計(jì)。一般對(duì)于設(shè)計(jì)瓶頸處,可設(shè)置區(qū)域規(guī)則(設(shè)置方法見(jiàn)文章尾部),局部線寬線距設(shè)置小點(diǎn),PCB
其他地方規(guī)則設(shè)置大一些,以便生產(chǎn),提高生產(chǎn)出來(lái)PCB
合格率。
根據(jù)PCB
設(shè)計(jì)的密度來(lái)進(jìn)行設(shè)置,密度較小,板子較松,可設(shè)置線寬線距大一點(diǎn),反之,亦然。常規(guī)可按以下階梯設(shè)置:
8/8mil
,過(guò)孔選擇12mil(0.3mm)
。
6/6mil
,過(guò)孔選擇12mil(0.3mm)
。
4/4mil
,過(guò)孔選擇8mil(0.2mm)
。
3.5/3.5mil
,過(guò)孔選擇8mil(0.2mm)
。
3.5/3.5mil
,過(guò)孔選擇4mil(0.1mm)
,激光打孔)。
2/2mil
,過(guò)孔選擇4mil
(0.1mm
,激光打孔)。
常見(jiàn)總線和信號(hào)線基本要求
USB
布線規(guī)則。要求USB
信號(hào)差分走線,線寬10mil
,線距6mil
,地線和信號(hào)線距6mil
。
HDMI
布線規(guī)則。要求HDMI
信號(hào)差分走線,線寬10mil
,線距6mil
,每?jī)山MHDMI
差分信號(hào)對(duì)的間距超過(guò)20mil
。
LVDS
布線規(guī)則。要求LVDS
信號(hào)差分走線,線寬7mil
,線距6mil
,目的是控制HDMI
的差分信號(hào)對(duì)阻抗為100+-15%
歐姆。
DDR
布線規(guī)則。DDR1
走線要求信號(hào)盡量不走過(guò)孔,信號(hào)線等寬,線與線等距,走線必須滿(mǎn)足2W
原則,以減少信號(hào)間的串?dāng)_,對(duì)DDR2
及以上的高速器件,還要求高頻數(shù)據(jù)走線等長(zhǎng),以保證信號(hào)的阻抗匹配。
PCB布線應(yīng)遵循的基本規(guī)則
控制走線的方向
在PCB
布線時(shí),避免將不同的信號(hào)在相鄰層形成同一方向,相鄰層的走線應(yīng)成正交結(jié)構(gòu),以免減少不必要的層間竄擾。當(dāng)PCB
布線受到結(jié)構(gòu)限制難以避免出現(xiàn)平行布線,特別是在信號(hào)速率較高時(shí),應(yīng)考慮用地面層隔離各布線層,用地線隔離各信號(hào)線。相鄰層的走線方向如下:
檢查走線的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)
為了避免布線產(chǎn)生的天線效應(yīng),減少不必要的干擾輻射和接收,一般不允許出現(xiàn)一端浮空的布線形式,如下:
控制走線的長(zhǎng)度
在PCB
布線時(shí),應(yīng)使走線長(zhǎng)度盡可能短,減少由走線長(zhǎng)度帶來(lái)的干擾問(wèn)題。當(dāng)某些系統(tǒng)對(duì)時(shí)序要求嚴(yán)格時(shí),需對(duì)PCB
的走線長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整,以滿(mǎn)足信號(hào)在接收端同步。即找出最長(zhǎng)的走線,與其他走線調(diào)整到等長(zhǎng);或?qū)⒖刂苾蓚€(gè)器件之間的走線延遲為某一特定值。
走線長(zhǎng)度的調(diào)整通常采用蛇形走線技巧。
控制走線分支的長(zhǎng)度
在PCB
走線時(shí),盡量控制走線分支的長(zhǎng)度,使分支長(zhǎng)度盡量短。如下:
避免直角走線
在PCB
布線時(shí),走線拐彎是不可避免的。當(dāng)走線出現(xiàn)直角拐角時(shí),會(huì)產(chǎn)生額外的寄生電容和寄生電感,因此走線應(yīng)盡量避免設(shè)計(jì)成銳角和直角形式。如下:
設(shè)計(jì)接地保護(hù)走線
在模擬電路的PCB
設(shè)計(jì)中,保護(hù)走線被廣泛使用。例如,在一個(gè)沒(méi)有完整的地平面的兩層板中,如果在一個(gè)敏感的音頻輸入電路的走線兩邊并行走一對(duì)接地的走線,串?dāng)_可以減少一個(gè)數(shù)量級(jí)。如下實(shí)例:
防止走線諧振
在PCB
布線時(shí),布線長(zhǎng)度不得與其波長(zhǎng)成整數(shù)倍關(guān)系,以免產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。如下:
以上就是PCB
布線的基本規(guī)則及一些技巧,若無(wú)法避免遇到飛線情況,個(gè)人建議,如果是手動(dòng)布線,最好能看懂原理,根據(jù)原理先大致布局,分塊布線,最后整合在一起。
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