PCB布線的三種境界資料下載

作為一名電子工程師，電子產(chǎn)品的小型化和系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性使得PCB設(shè)計越來越復(fù)雜。如今高度集成化的使得電路板越來越小，封裝器件的管腳越來越密，這些都給布線帶來了巨大的壓力。 布線作為PCB設(shè)計過程的重中之重，這將直接影響PCB板的性能好壞，設(shè)計過程也最繁瑣，要求更高。雖然現(xiàn)在很多高級的EDA工具提供了自動布線功能，而且也相當(dāng)智能化，但是自動布線并不能保證100%的布通率。因此，很多工程師對自動布線的結(jié)果并不滿意，手工布線現(xiàn)在還是大部分工程師的選擇，通過進(jìn)行電器規(guī)則約束布線，以達(dá)到信號完整性的要求。 在PCB的設(shè)計過程中，布線可以大致劃分為三種境界： 第一是布通，這也是PCB設(shè)計最基礎(chǔ)的要求。線路不通，那么板子的基礎(chǔ)作用都沒有，那就是一塊廢板，更不用提別的了。 第二是性能，這是衡量一塊印刷電路板好壞的標(biāo)準(zhǔn)。布線完成，就要考慮如何達(dá)到最佳性能，避免出現(xiàn)各種的干擾。 第三是美觀，線路通暢，性能優(yōu)異，但是畫面很美你卻不敢看的話就應(yīng)該考慮如何把雜亂無章的線路進(jìn)行美化。布線整齊劃一，也可以為以后的測試和維修帶來極大的方便，這也是高級工程師所應(yīng)具備的基本素質(zhì)。 布線遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有想象中的那樣簡單，也不僅僅是簡單的工作，但如果把布線當(dāng)做一項藝術(shù)去完成時，會有不一樣的收獲。有圖有真相，讓我們一同感受下新手與高手的布線差別吧。 那么如何優(yōu)雅的布線呢？布線的方式可以千差萬別，為了在布線時避免輸入端與輸出端的邊線相鄰平行而產(chǎn)生反射干擾和兩相鄰布線層互相平行產(chǎn)生寄生耦合等干擾而影響線路的穩(wěn)定性，甚至在干擾嚴(yán)重時造成電路板根本無法工作，布線時需要考慮諸多因素的影響，現(xiàn)在就給大家安利一下PCB布線的規(guī)則。 3W規(guī)則 這里3W是線與線之間的距離保持3倍線寬。你說3H也可以。但是這里H指的是線寬度。不是介質(zhì)厚度。為了減少線間串?dāng)_，應(yīng)保證線間距足夠大，如果線中心距不少于3倍線寬時，則可保持70%的線間電場不互相干擾，稱為3W規(guī)則。如要達(dá)到98%的電場不互相干擾，可使用10W規(guī)則。 20H規(guī)則 "20H規(guī)則"的采用是指要確保電源平面的邊緣要比0V平面邊緣至少縮入相當(dāng)于兩個平面間層距的20倍。是指電源層相對地層內(nèi)縮20H的距離，當(dāng)然也是為抑制邊緣輻射效應(yīng)。在板的邊緣會向外輻射電磁干擾。將電源層內(nèi)縮，使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)。以一個H（電源和地之間的介質(zhì)厚度）為單位，若內(nèi)縮20H則可以將70%的電場限制在接地層邊沿內(nèi)；內(nèi)縮100H則可以將98%的電場限制在內(nèi)。 五五規(guī)則 印制板層數(shù)選擇規(guī)則，即時鐘頻率到5MHz或脈沖上升時間小于5ns，則PCB板須采用多層板，這是一般的規(guī)則，有的時候出于成本等因素的考慮，采用雙層板結(jié)構(gòu)時，這種情況下，最好將印制板的一面做為一個完整的地平面層。 電源、地線規(guī)則 電源與底線的干擾直接影響著產(chǎn)品的性能好壞，所以電源、地線的布線應(yīng)當(dāng)力求把產(chǎn)生的噪聲干擾減小到最低，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。對每個從事電子產(chǎn)品設(shè)計的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產(chǎn)生的原因，現(xiàn)只對降低式抑制噪音作以表述: 眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是:地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最經(jīng)細(xì)寬度可達(dá)0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5 mm 對數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路, 即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用(模擬電路的地不能這樣使用) 用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板，電源，地線各占用一層。 信號線布在電(地)層規(guī)則 在多層印制板布線時，由于在信號線層沒有布完的線剩下已經(jīng)不多，再多加層數(shù)就會造成浪費也會給生產(chǎn)增加一定的工作量，成本也相應(yīng)增加了，為解決這個矛盾，可以考慮在電(地)層上進(jìn)行布線。首先應(yīng)考慮用電源層，其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。 數(shù)字電路與模擬電路的共地規(guī)則 現(xiàn)在PCB大多由數(shù)字電路和模擬電路組成，布線時應(yīng)考慮相互之間的干擾問題，特別是地線上的噪聲干擾。數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整人PCB對外界只有一個結(jié)點，所以必須在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連，只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字地與模擬地有一點短接，請注意，只有一個連接點。也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計來決定。 大面積導(dǎo)體中連接腿的處理規(guī)則 在大面積的接地(電)中，常用元器件的腿與其連接，對連接腿的處理需要進(jìn)行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件腿的焊盤與銅面滿接為好，但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如:①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤，稱之為熱隔離(heat shield)俗稱熱焊盤(Thermal)，這樣，可使在焊接時因截面過分散熱而產(chǎn)生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電(地)層腿的處理相同。 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)則 網(wǎng)格接地系統(tǒng)是減少走線電感的有效方法，并提供射頻電流返回路徑。網(wǎng)格過密，通路雖然有所增加，但步進(jìn)太小，圖場的數(shù)據(jù)量過大，這必然對設(shè)備的存貯空間有更高的要求，同時也對象計算機(jī)類電子產(chǎn)品的運(yùn)算速度有極大的影響。而有些通路是無效的，如被元件腿的焊盤占用的或被安裝孔、定們孔所占用的等。網(wǎng)格過疏，通路太少對布通率的影響極大。所以要有一個疏密合理的網(wǎng)格系統(tǒng)來支持布線的進(jìn)行。 標(biāo)準(zhǔn)元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍數(shù)，如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。 設(shè)計規(guī)則檢查(DRC)規(guī)則 布線設(shè)計完成后，需認(rèn)真檢查布線設(shè)計是否符合設(shè)計者所制定的規(guī)則，同時也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求，一般檢查有如下幾個方面: 1、線與線，線與元件焊盤，線與貫通孔，元件焊盤與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產(chǎn)要求。 2、電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。 3、對于關(guān)鍵的信號線是否采取了最佳措施，如長度最短，加保護(hù)線，輸入線及輸出線被明顯地分開。 4、模擬電路和數(shù)字電路部分，是否有各自獨立的地線。 5、后加在PCB中的圖形(如圖標(biāo)、注標(biāo))是否會造成信號短路。 6、對一些不理想的線形進(jìn)行修改。在PCB上是否加有工藝線?阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上，以免影響電裝質(zhì)量。 7、多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小，如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。 PCB布線中需要注意的點有很多，以上規(guī)則僅僅是其中一部分，在實際的工作中遇到的問題會更多。而且自動布線的布通率，依賴于良好的布局，布線規(guī)則包括走線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進(jìn)的數(shù)目等都需要提前預(yù)定。所以想要真正的掌握好PCB布線仍需要勤加練習(xí)，不斷積累豐富的經(jīng)驗，掌握更多地規(guī)則技巧，才能優(yōu)雅地進(jìn)行PCB布線，設(shè)計出精而美的PCB板。 本文轉(zhuǎn)載自 聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有，如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。 (mbbeetchina)