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PCB設(shè)計布線約束條件的設(shè)置

發(fā)布時間 :2016-11-11 10:38 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計部
一、報告PCB設(shè)計參數(shù)
布局基本確定后,應(yīng)用PCB設(shè)計工具的統(tǒng)計功能,報告網(wǎng)絡(luò)數(shù)量,網(wǎng)絡(luò)密度,平均管腳密度等基本參數(shù),以便確定所需要的信號布線層數(shù)。
信號層數(shù)的確定可參考以下經(jīng)驗數(shù)據(jù)
①Pin密度
②信號層數(shù)
③板層數(shù)
注:PIN密度的定義為: 板面積(平方英寸)/(板上管腳總數(shù)/14)
布線層數(shù)的具體確定還要考慮單板的可靠性要求,信號的工作速度,制造成本和交貨期等因素。
 
二、布線層設(shè)置
在高速數(shù)字電路設(shè)計中,電源與地層應(yīng)盡量靠在一起,中間不安排布線。所有布線層都盡量靠近一平面層,優(yōu)選地平面為走線隔離層。
為了減少層間信號的電磁干擾,相鄰布線層的信號線走向應(yīng)取垂直方向。
可以根據(jù)需要設(shè)計1--2個阻抗控制層,如果需要更多的阻抗控制層需要與PCB產(chǎn)家協(xié)商。阻抗控制層要按要求標注清楚。將單板上有阻抗控制要求的網(wǎng)絡(luò)布線分布在阻抗控制層上。
 
三、線寬和線間距的設(shè)置
線寬和線間距的設(shè)置要考慮的因素
A. 單板的密度。板的密度越高,傾向于使用更細的線寬和更窄的間隙。
B. 信號的電流強度。當信號的平均電流較大時,應(yīng)考慮布線寬度所能承載的的電流,線寬可參考以下數(shù)據(jù):
PCB設(shè)計時銅箔厚度,走線寬度和電流的關(guān)系
不同厚度,不同寬度的銅箔的載流量見下表:
銅皮厚度35um 銅皮厚度50um 銅皮厚度70um
銅皮Δt=10℃ 銅皮Δt=10℃ 銅皮Δt=10℃
注:
i. 用銅皮作導(dǎo)線通過大電流時,銅箔寬度的載流量應(yīng)參考表中的數(shù)值降額50%去選擇考慮。
ii. 在PCB設(shè)計加工中,常用OZ(盎司)作為銅皮厚度的單位,1 OZ銅厚的定義為1 平方英尺面積內(nèi)銅箔的重量為一盎,對應(yīng)的物理厚度為35um;2OZ銅厚為70um。
C. 電路工作電壓:線間距的設(shè)置應(yīng)考慮其介電強度。
輸入150V-300V電源最小空氣間隙及爬電距離
輸入300V-600V電源最小空氣間隙及爬電距離
D. 可靠性要求??煽啃砸蟾邥r,傾向于使用較寬的布線和較大的間距。
E. PCB加工技術(shù)限制
國內(nèi) 國際先進水平
推薦使用最小線寬/間距 6mil/6mil 4mil/4mil
極限最小線寬/間距 4mil/6mil 2mil/2mil
 
四、孔的設(shè)置
4.1、過線孔
制成板的最小孔徑定義取決于板厚度,板厚孔徑比應(yīng)小于 5--8。
孔徑優(yōu)選系列如下:
孔徑: 24mil 20mil 16mil 12mil 8mil
焊盤直徑: 40mil 35mil 28mil 25mil 20mil
內(nèi)層熱焊盤尺寸: 50mil 45mil 40mil 35mil 30mil
板厚度與最小孔徑的關(guān)系:
板厚: 3.0mm 2.5mm 2.0mm 1.6mm 1.0mm
最小孔徑: 24mil 20mil 16mil 12mil 8mil
 
4.2、盲孔和埋孔
盲孔是連接表層和內(nèi)層而不貫通整板的導(dǎo)通孔,埋孔是連接內(nèi)層之間而在成品板表層不可見的導(dǎo)通孔,這兩類過孔尺寸設(shè)置可參考過線孔。
應(yīng)用盲孔和埋孔設(shè)計時應(yīng)對PCB加工流程有充分的認識,避免給PCB加工帶來不必要的問題,必要時要與PCB供應(yīng)商協(xié)商。
 
4.3、測試孔
測試孔是指用于ICT測試目的的過孔,可以兼做導(dǎo)通孔,原則上孔徑不限,焊盤直徑應(yīng)不小于25mil,測試孔之間中心距不小于50mil。
不推薦用元件焊接孔作為測試孔。
 
五、特殊布線區(qū)間的設(shè)定
特殊布線區(qū)間是指單板上某些特殊區(qū)域需要用到不同于一般設(shè)置的布線參數(shù),如某些高密度器件需要用到較細的線寬、較小的間距和較小的過孔等,或某些網(wǎng)絡(luò)的布線參數(shù)的調(diào)整等,需要在布線前加以確認和設(shè)置。
 
六、定義和分割平面層
A. 平面層一般用于電路的電源和地層(參考層),由于電路中可能用到不同的電源和地層,需要對電源層和地層進行分隔,其分隔寬度要考慮不同電源之間的電位差,電位差大于12V時,分隔寬度為50mil,反之,可選20--25mil 。
B. 平面分隔要考慮高速信號回流路徑的完整性。
C. 當由于高速信號的回流路徑遭到破壞時,應(yīng)當在其他布線層給予補嘗。例如可用接地的銅箔將該信號網(wǎng)絡(luò)包圍,以提供信號的地回路。


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