PCB佈線時需要注意哪些方面?

PCB 佈線在整個PCB設計中非常重要。 如何實現快速高效的佈線,讓你的PCB佈線看起來高大上,值得研究。 整理了PCB佈線中需要注意的7個方面,快來查漏補缺吧!

印刷電路板

1、數字電路和模擬電路的共地處理

許多PCB不再是單一功能的電路(數字或模擬電路),而是由數字和模擬電路混合組成。 因此,佈線時需要考慮它們之間的相互干擾,尤其是地線上的噪聲干擾。 數字電路頻率高,模擬電路靈敏度強。 對於信號線,高頻信號線應盡量遠離敏感的模擬電路器件。 對於地線,整個PCB只有一個節點到外界,所以數字和模擬公共地的問題必須在PCB內部處理,而板內的數字地和模擬地實際上是分開的,它們是不是相互連接,而是在連接PCB與外界的接口(如插頭等)處。 數字地和模擬地之間存在短連接。 請注意,只有一個連接點。 PCB 上也有非公共接地,這是由系統設計決定的。

2、信號線鋪設在電(地)層

在多層印製板佈線中,由於信號線層中未佈設的導線數量不多,增加層數會造成浪費,增加生產工作量,成本也會相應增加。 為了解決這個矛盾,可以考慮在電氣(地)層佈線。 應首先考慮電源層,其次考慮接地層。 因為最好保持陣型的完整性。

3、大面積導體連接腿的處理

在大面積接地(電)中,公共元件的腿與之相連。 連接腿的處理需要綜合考慮。 就電氣性能而言,最好將元件腳的焊盤連接到銅面。 在部件的焊接和組裝過程中存在一些不良的隱患,例如: ①焊接需要大功率的加熱器。 ②容易造成虛焊點。 因此,無論是電氣性能還是工藝要求都做成了交叉圖案的焊盤,稱為隔熱板,俗稱導熱焊盤(Thermal),這樣在焊接過程中可能會因截面熱量過多而產生虛焊點。 性大大減少。 多層板電源(地)腳的處理是一樣的。

4、網絡系統在佈線中的作用

在許多 CAD 系統中,佈線是根據網絡系統確定的。 網格太密,路徑增加,但步長太小,字段數據量太大。 這必然會對設備的存儲空間,以及基於計算機的電子產品的計算速度提出更高的要求。 影響很大。 有些路徑是無效的,例如被元件腿的焊盤或安裝孔和固定孔佔用的路徑。 太稀疏的網格和太少的通道對分配率影響很大。 所以必須有一個合理的網格系統來支持佈線。 標準元件的腿之間的距離為0.1英寸(2.54毫米),所以網格系統的基礎一般設置為0.1英寸(2.54毫米)或小於0.1英寸的整數倍,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02 英寸等

5、電源和地線的處理

即使整個PCB板中的佈線完成得非常好,電源和地線考慮不當造成的干擾也會降低產品的性能,有時甚至會影響產品的成功率。 因此,應認真對待電源和地線的接線,盡量減少電源和地線產生的噪聲干擾,以保證產品質量。 每個從事電子產品設計的工程師都明白地線和電源線之間產生噪聲的原因,現在只表述為降低噪聲抑制:眾所周知在電源和地之間加入噪聲金屬絲。 蓮花電容。 盡量加寬電源線和地線的寬度,最好地線比電源線寬,它們的關係是:地線“電源線”信號線,通常信號線寬度為:0.2~0.3mm,最細寬度可達0.05~0.07mm,電源線1.2~2.5mm。 對於數字電路的PCB,可以用一條寬的地線形成環路,即可以用地網(模擬電路的地不能這樣用)。 大面積的銅層用作地線,在印製板上沒有使用。 在所有地方都作為接地線接地。 或者也可以做成多層板,電源線和地線各佔一層。

6. 設計規則檢查(DRC)

佈線設計完成後,要仔細檢查佈線設計是否符合設計者制定的規則,同時要確認制定的規則是否符合印製板生產工藝的要求. 一般檢查有以下幾個方面:線與線、線 元件焊盤、線與通孔、元件焊盤與通孔、通孔與​​通孔之間的距離是否合理,是否符合生產要求。 電源線和地線的寬度是否合適,電源線和地線之間是否有緊密耦合(低波阻抗)? PCB上有沒有可以加寬地線的地方? 關鍵信號線是否採取了最好的措施,如長度最短,增加保護線,輸入線和輸出線明顯分開。 模擬電路和數字電路是否有單獨的地線。 添加到PCB上的圖形(如圖標和註釋)是否會導致信號短路。 修改一些不需要的線條形狀。 PCB上有工藝線嗎? 阻焊層是否符合生產工藝要求,阻焊層尺寸是否合適,器件焊盤上是否壓有字符標識,以免影響電氣設備質量。 多層板中電源地層的外框邊緣是否減少,如果電源地層的銅箔暴露在板外,很容易造成短路。

7. 過孔設計

過孔是多層PCB的重要部件之一,鑽孔成本通常佔PCB製造成本的30%~40%。 簡單地說,PCB 上的每個孔都可以稱為過孔。 從功能上看,過孔可以分為兩類:一類用於層間的電氣連接; 另一個用於固定或定位裝置。 從工藝上來說,過孔一般分為三類,即盲孔、埋孔和通孔。

盲孔位於印刷電路板的上下表面,具有一定的深度。 它們用於連接表麵線和底層內線。 孔的深度通常不超過一定比例(孔徑)。 埋孔是指位於印製電路板內層的連接孔,不延伸到電路板表面。 上述兩種孔位於電路板的內層,在層壓前通過通孔形成工藝完成,在過孔的形成過程中可以有多個內層重疊。 第三種稱為通孔,貫穿整個電路板,可用於內部互連或作為元件安裝定位孔。 由於通孔在工藝上更容易實現,成本也較低,所以在大多數印刷電路板中使用它來代替另外兩種通孔。 以下通孔,除非另有說明,均視為通孔。

1、從設計的角度來看,過孔主要由兩部分組成,一是中間的鑽孔,二是鑽孔周圍的焊盤區域。 這兩部分的大小決定了過孔的大小。 顯然,在高速、高密度PCB設計中,設計人員總是希望過孔越小越好,這樣可以在板上留下更多的佈線空間。 另外,過孔越小,其自身的寄生電容越小。 越小越適合高速電路。 但是,孔尺寸的減小也帶來了成本的增加,過孔的尺寸不能無限縮小。 受鑽孔、電鍍等工藝技術限制:孔越小,鑽孔越多,孔越長,越容易偏離中心位置; 當孔的深度超過鑽孔直徑的6倍時,不能保證孔壁能均勻鍍銅。 比如普通的6層PCB板的厚度(通孔深度)在50Mil左右,所以PCB廠商能提供的最小鑽孔直徑只能達到8Mil。

其次,過孔本身的寄生電容對地也有寄生電容。 如果已知過孔接地層隔離孔的直徑為D2,過孔焊盤的直徑為D1,PCB板的厚度為T,板基板的介電常數為ε,而過孔的寄生電容約為:C=1.41εTD1/(D2-D1) 過孔的寄生電容對電路的主要作用是延長信號的上升時間,降低電路的速度。

3. 過孔的寄生電感 同樣,過孔中存在寄生電感和寄生電容。 在高速數字電路設計中,過孔寄生電感造成的損害往往大於寄生電容的影響。 它的寄生串聯電感會削弱旁路電容的貢獻,削弱整個電力系統的濾波效果。 我們可以用以下公式簡單地計算出過孔的近似寄生電感: L=5.08h[ln(4h/d)+1] 其中 L 是指過孔的電感,h 是過孔的長度,d是中心孔的直徑。 從公式可以看出,過孔的直徑對電感的影響很小,過孔的長度對電感的影響最大。

4. 高速PCB中的過孔設計。 通過以上對過孔寄生特性的分析,我們可以看出,在高速PCB設計中,看似簡單的過孔往往會給電路設計帶來很大的負面影響。 影響。