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1.2~2.5mm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(fèi)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(heatshield)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(2.54mm)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
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PCB布線
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原文標(biāo)題:電子工程師,如何風(fēng)度翩翩的進(jìn)行PCB布線?
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