KA_IX

  • 1195 主题
  • 1241 帖子
  • 7291 积分
  • 身份:LV6 初级工程师
  • E币:1652

几点高速PCB布线经验分享

2020-1-6 17:18:08 显示全部楼层
PCB元器件布局完成后,紧接着就要完成PCB的布线了。PCB布线有单面布线,双面布线和多层布线,布线方式分为自动布线和交互式布线,在自动布线前,我们可用交互式预先对要求比较严格的线进行布线。
输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。必要时加地线隔离,相邻层走线最好相互垂直,平行容易产生寄生耦合。
高亮部分第三层与第四层垂直布线
电源、地线处理PCB设计中,若电源、地线的考虑不周引起干扰,那么其它线路布得再好,也会使产品的性能下降,有时候甚至会影响产品是否成功。所以对电源线、地线需要认真处理,把它们产生的噪声干扰降到最低,以保证产品质量。
那么,如何尽量抑制噪声呢?
1. 在电源、地线之间加上去耦电容。
VCC_IO网络与地之间加去耦电容
2. 尽量加宽地线,电源线宽度,最好是地线比电源线宽,然后电源线要比信号线宽,它们的线宽关系是地线>电源线>信号线,信号线宽通常为低速板10~12mil,一般高速板5~6.5mil,高速高密度板4~5mil,局部最细可达3.5mil(需要看板厂工艺要求)。
HDMI走线线宽4mil
3. 用大面积铺铜作为地线用,或者做成多层板子,电源线和地线各占用一层。
数模混合电路的共地处理现在许多PCB不再是单一的数字或模拟电路,而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此布线的时候需要考虑它们之间的相互干扰问题,特别是地线上的噪声干扰。数字地、模拟地和保护地要分开,并且保持2.5mm间距;数字地、模拟地保持1mm的间距。
数字地与模拟地隔离
数字电路的速率高,模拟电路的敏感度强。对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件;对地线来说,整个PCB对外界只有一个节点,所以必须在PCB内部处理数、模共地问题。
在板子内部,数字地和模拟地实际是分开的,他们之间互不相连,只是在PCB于外界连接的接口处,数字地和模拟地有且只有一点短接。也有PCB上不共地的,这由系统设计决定。
载流设计PCB上的电源网络通常需要通过较大的电流,同样1oz的铜厚,温升10摄氏度,在理想状态下,12mil可以通过1A电流。结合加工误差和余量考虑,可以按表层20mil可通过1A的电流、内层减半的原则来设计,即内层需要40mil通过1A的电流。
顶层电源网络走线20mil宽度
同一电源网络第三层走线50mil宽度
热焊盘设计在大面积接地中,常用元器件的引脚与其连接,就电气性能来说,元器件引脚与铜面全连接为好,但是对器件焊接装配不利,由于管脚散热较快,焊接需要大功率的加热器,且容易造成虚焊。故一般板接地焊盘做成十字花焊盘,进行热隔离,也叫热焊盘。
热焊盘设计
栅格化布线法布线是依据网格系统进行的,网格即我们所说的栅格。栅格过密通路虽然有所增加,但是步进太小,图场数据量过大,对存储要求也高。栅格过疏,通路太少,对布通率的影响极大。所以需要一个梳密合理的网格系统支持布线进行。
标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般定为0.1英寸(2.54mm)或者小于0.1英寸的整数倍,如0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
在设计高速板时,通常使用线宽的倍数来作为网格,如5mil走线,我们可以使用2.5mil、5mil、10mil的网格。
栅格设置
布线检查布线完成后,就需要认真检查布线设计是否符合设计规则了,可以辅助PCB的DRC设计规则检查功能完成,除此之外,一般检查有以下几个方面内容:
1. 线与线、线与元器件焊盘、线与贯通孔、元器件焊盘与贯通孔、贯通孔与贯通孔之间距离是否合理,是否满足生产要求。
2. 电源线和地线宽度是否合适,电源线和地线之间是否紧耦合,在PCB中是否还可以让地线加宽。
3. 对关键信号是否采取了最佳措施,如长度最短、加保护线、输入线、及输出线被明显分开。
4. 阻抗匹配线的宽度,间距,阻抗是否符合设计要求。
HDMI线100欧姆阻抗匹配
5. 模拟地和数字地是否有独立的走线。
6. 对一些不理想的线路进行修改。
7. 在PCB上是否加工艺线,阻焊是否符合生产工艺要求,丝印是否压到器件和焊盘。
8. 多层板的电源地层的外框边缘是否缩小,如电源层的铜箔露出板外容易造成短路。
地层外框边缘缩小
电源层外框边缘缩小

最新评论

楼层直达:
我要评论
0
0
广告
关闭 热点推荐上一条 /1 下一条
快速回复 返回列表