PCB布线时需要注意哪些方面?

PCB 布线在整个PCB设计中非常重要。 如何实现快速高效的布线,让你的PCB布线看起来高大上,值得研究。 整理了PCB布线中需要注意的7个方面,快来查漏补缺吧!

印刷电路板

1、数字电路和模拟电路的共地处理

许多PCB不再是单一功能的电路(数字或模拟电路),而是由数字和模拟电路混合组成。 因此,布线时需要考虑它们之间的相互干扰,尤其是地线上的噪声干扰。 数字电路频率高,模拟电路灵敏度强。 对于信号线,高频信号线应尽量远离敏感的模拟电路器件。 对于地线,整个PCB只有一个节点到外界,所以数字和模拟公共地的问题必须在PCB内部处理,而板内的数字地和模拟地实际上是分开的,它们是不是相互连接,而是在连接PCB与外界的接口(如插头等)处。 数字地和模拟地之间存在短连接。 请注意,只有一个连接点。 PCB 上也有非公共接地,这是由系统设计决定的。

2、信号线铺设在电(地)层

在多层印制板布线中,由于信号线层中未布设的导线数量不多,增加层数会造成浪费,增加生产工作量,成本也会相应增加。 为了解决这个矛盾,可以考虑在电气(地)层布线。 应首先考虑电源层,其次考虑接地层。 因为最好保持阵型的完整性。

3、大面积导体连接腿的处理

在大面积接地(电)中,公共元件的腿与之相连。 连接腿的处理需要综合考虑。 就电气性能而言,最好将元件腿的焊盘连接到铜表面。 在部件的焊接和组装过程中存在一些不良的隐患,例如: ①焊接需要大功率的加热器。 ②容易造成虚焊点。 因此,无论是电气性能还是工艺要求都做成了交叉图案的焊盘,称为隔热板,俗称导热焊盘(Thermal),这样在焊接过程中可能会因截面热量过多而产生虚焊点。 性大大减少。 多层板电源(地)脚的处理是一样的。

4、网络系统在布线中的作用

在许多 CAD 系统中,布线是根据网络系统确定的。 网格太密,路径增加,但步长太小,字段数据量太大。 这必然会对设备的存储空间,以及基于计算机的电子产品的计算速度提出更高的要求。 影响很大。 有些路径是无效的,例如被元件腿的焊盘或安装孔和固定孔占用的路径。 太稀疏的网格和太少的通道对分配率影响很大。 所以必须有一个合理的网格系统来支持布线。 标准元件的腿之间的距离为0.1英寸(2.54毫米),所以网格系统的基础一般设置为0.1英寸(2.54毫米)或小于0.1英寸的整数倍,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02 英寸等

5、电源和地线的处理

即使整个PCB板中的布线完成得非常好,电源和地线考虑不当造成的干扰也会降低产品的性能,有时甚至会影响产品的成功率。 因此,电源和地线的接线要认真对待,尽量减少电源和地线产生的噪声干扰,以保证产品的质量。 每个从事电子产品设计的工程师都明白地线和电源线之间产生噪声的原因,现在只表述为降低噪声抑制:众所周知,在电源和地之间添加噪声金属丝。 莲花电容。 电源线和地线的宽度尽量加宽,最好地线比电源线宽,它们的关系是:地线“电源线”信号线,通常信号线宽度为:0.2~0.3mm,最细宽度可达0.05~0.07mm,电源线1.2~2.5mm。 对于数字电路的PCB,可以用一条宽的地线形成环路,即可以用地网(模拟电路的地不能这样用)。 大面积的铜层用作地线,在印制板上没有使用。 在所有地方都作为接地线接地。 或者也可以做成多层板,电源线和地线各占一层。

6. 设计规则检查(DRC)

布线设计完成后,要仔细检查布线设计是否符合设计者制定的规则,同时要确认制定的规则是否符合印制板生产工艺的要求. 一般检查有以下几个方面:线与线、线 元件焊盘、线与通孔、元件焊盘与通孔、通孔与通孔之间的距离是否合理,是否符合生产要求。 电源线和地线的宽度是否合适,电源线和地线之间是否有紧密耦合(低波阻抗)? PCB上有没有可以加宽地线的地方? 关键信号线是否采取了最好的措施,如长度最短,增加保护线,输入线和输出线明显分开。 模拟电路和数字电路是否有单独的地线。 添加到PCB上的图形(如图标和注释)是否会导致信号短路。 修改一些不需要的线条形状。 PCB上有工艺线吗? 阻焊层是否符合生产工艺要求,阻焊层尺寸是否合适,器件焊盘上是否压有字符标识,以免影响电气设备质量。 多层板中电源地层的外框边缘是否减少,如果电源地层的铜箔暴露在板外,很容易造成短路。

7. 过孔设计

过孔是多层PCB的重要部件之一,钻孔成本通常占PCB制造成本的30%~40%。 简单地说,PCB 上的每个孔都可以称为过孔。 从功能上看,过孔可以分为两类:一类用于层间的电连接; 另一个用于固定或定位装置。 从工艺上来说,过孔一般分为三类,即盲孔、埋孔和通孔。

盲孔位于印刷电路板的上下表面,具有一定的深度。 它们用于连接表面线和底层内线。 孔的深度通常不超过一定比例(孔径)。 埋孔是指位于印制电路板内层的连接孔,不延伸到电路板表面。 上述两种孔位于电路板的内层,在层压前通过通孔形成工艺完成,在过孔的形成过程中可以有多个内层重叠。 第三种称为通孔,贯穿整个电路板,可用于内部互连或作为元件安装定位孔。 由于通孔在工艺上更容易实现,成本也较低,所以在大多数印刷电路板中使用它来代替另外两种通孔。 以下通孔,除非另有说明,均视为通孔。

1、从设计的角度来看,过孔主要由两部分组成,一是中间的钻孔,二是钻孔周围的焊盘区域。 这两部分的大小决定了过孔的大小。 显然,在高速、高密度PCB设计中,设计人员总是希望过孔越小越好,这样可以在板上留下更多的布线空间。 另外,过孔越小,其自身的寄生电容越小。 越小越适合高速电路。 但是,孔尺寸的减小也带来了成本的增加,过孔的尺寸不能无限缩小。 受钻孔、电镀等工艺技术限制:孔越小,钻孔越多,孔越长,越容易偏离中心位置; 当孔深超过钻孔直径的6倍时,不能保证孔壁能均匀镀铜。 比如普通的6层PCB板的厚度(通孔深度)在50Mil左右,所以PCB厂商能提供的最小钻孔直径只能达到8Mil。

其次,过孔本身的寄生电容对地也有寄生电容。 如果已知过孔接地层隔离孔的直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基板的介电常数为ε,而过孔的寄生电容约为:C=1.41εTD1/(D2-D1) 过孔的寄生电容对电路的主要作用是延长信号的上升时间,降低电路的速度。

3. 过孔寄生电感 同样,过孔中存在寄生电感和寄生电容。 在高速数字电路设计中,过孔寄生电感造成的损害往往大于寄生电容的影响。 它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,削弱整个电力系统的滤波效果。 我们可以用以下公式简单地计算出过孔的近似寄生电感: L=5.08h[ln(4h/d)+1] 其中 L 是指过孔的电感,h 是过孔的长度,d是中心孔的直径。 从公式可以看出,过孔的直径对电感的影响很小,过孔的长度对电感的影响最大。

4. 高速PCB中的过孔设计。 通过以上对过孔寄生特性的分析,我们可以看出,在高速PCB设计中,看似简单的过孔往往会给电路设计带来很大的负面影响。 影响。