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微波技術
如何提高PCB板的佈線水准
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如何提高PCB板的佈線水准

如何提高PCB板的佈線水准

2021-12-22
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Author:pcb

PCB板 佈線在整個PCB電路板設計中非常重要. 如何實現快速高效的佈線,並使您的PCB電路板佈線看起來很高,這是值得研究的.

1. Common ground processing of digital circuit and analog circuit
Nowadays, 許多PCB電路板不再是單功能電路, 但它們是由數位電路和類比電路混合組成的. 所以, 接線時必須考慮它們之間的相互干擾, 尤其是地線上的雜訊干擾. 數位電路的頻率很高, 類比電路的靈敏度很强. 訊號線, 高頻訊號線應盡可能遠離敏感的類比電路設備. 接地線, 整個PCB電路板與外部世界只有一個節點. 所以, 必須解决PCB電路板內部的數位和類比公共接地問題, 電路板內部的數位地和類比地實際上是分開的. 它們之間沒有聯系, 但是在PCB電路板與外部世界連接的介面處. . 數位接地和類比接地之間存在短路連接. 請注意,只有一個連接點. PCB電路板上也有非公共接地, 這取決於系統設計.

PCB板

2. The signal line is laid on the electrical layer
In the multi-layer printed board wiring, 因為訊號線層中沒有太多尚未鋪設的導線, 新增更多的層會造成浪費,並新增一定的生產工作量, 成本也會相應新增. 為了解决這個衝突, 可以考慮在電力層上佈線. 首先應該考慮電源層, 第二層是地面層. 因為它保持了隊形的完整性.

3. Treatment of connecting legs in large area conductors
In large-area grounding, 常用部件的支腿與之相連, 連接腿的處理需要綜合考慮. 在電力效能方面, 最好將部件支腿的焊盤完全連接到銅表面, 但組件的焊接在裝配過程中存在一些不良隱患, 例如:1. 焊接需要大功率加熱器. 2. 很容易產生虛擬焊點. 所以, 電力效能和工藝要求均製成交叉圖案焊盤, 叫做熱隔離, 通常被稱為隔熱墊, 囙此,由於焊接過程中過多的橫截面熱而產生虛擬焊點的可能性可以大大降低.

4. The role of the network system in wiring
In many CAD systems, 根據網路系統確定接線. 網格太密集了, 儘管這條路越來越長, 但這一步太小了, 而且這個領域的數據量太大了. 這將不可避免地對設備的存儲空間有更高的要求, 以及電腦類電子產品的計算速度. 巨大影響. 有些路徑無效, 例如被部件支腿的襯墊或安裝孔或固定孔佔據的部件. 過於稀疏的網格和過少的通道對配送率有很大影響. 囙此,必須有一個合理的電網系統來支持佈線. 標準零部件支腿之間的距離為0.1英寸, 囙此,網格系統的基礎通常設定為0.1英寸或小於0的整數倍.1英寸, 例如:0.05英寸, 0.025英寸, 0.02英寸, 等.

5. Treatment of power supply and ground wire
Even if the wiring in the entire PCB circuit board is completed very well, 由於對電源和地線考慮不當而造成的干擾會降低產品的效能, 有時甚至會影響產品的成功率. 所以, 電源和接地線的接線應受到重視, 電源和地線產生的雜訊干擾應降至最低限度,以確保產品品質. 每個從事電子產品設計的工程師都瞭解地線和電源線之間雜訊的原因, 現在只表達了降低的雜訊抑制:眾所周知,新增了電源和地線. 蓮花電容器. 儘量加寬電源線和地線的寬度. 地線比電源線寬. Their relationship is: ground wire>power wire>signal wire. 通常訊號線寬度為0.2~0.3毫米, 精細寬度可達0.05~0.07毫米., 電源線是1.2~2.5毫米. 用於數位電路的PCB電路板, 可以使用較寬的接地線形成回路, 就是, 形成一個供使用的接地網. 類比電路的接地不能以這種管道使用. 大面積的銅層被用作地線. 所有使用的地方都作為地線接地. 或者可以製成多層板, 電源線和地線各占一層.

6. Design Rule Check (DRC)
After the wiring design is completed, 必須仔細檢查接線設計是否符合設計師製定的規則, 同時, 還需要確認製定的規則是否符合印製板生產工藝的要求. 一般檢查包括以下幾個方面:線路和線路, 線是否與元件之間的距離相同, 線和通孔, 組件墊和通孔, 通孔和通孔是合理的, 是否符合生產要求. 電源線和地線的寬度是否合適, 電源線和地線之間有緊密耦合嗎? PCB電路板中是否有加寬地線的地方? 關鍵訊號線是否已採取措施, 比如短的長度, 保護線, 輸入線和輸出線被清楚地分開. 類比電路和數位電路是否有單獨的接地線. Whether the graphics (such as icons, annotations) added to the PCB circuit board will cause signal short circuit. 修改一些不需要的線條形狀. PCB電路板上是否有工藝線? 阻焊板是否符合生產工藝要求, 焊接掩模的尺寸是否合適, 以及是否在設備鍵盤上按下了字元徽標, 以免影響電氣設備的質量. 多層板中電源接地層的外框邊緣是否縮小, 如果電源接地層的銅箔暴露在電路板外, 很容易造成短路.

7. Via design
Vias are one of the important components of multi-layer PCB circuit boards, 鑽孔成本通常占PCB電路板製造成本的30%至40%. 簡單地說, PCB電路板上的每個孔都可以稱為通孔. 從功能的角度來看, 過孔可分為兩類:一類用於層間的電力連接; 另一個用於固定或定位設備. 在流程方面, 過孔一般分為三類, 也就是盲孔, 埋孔和通孔.

盲孔位於印刷電路板的上下表面,具有一定的深度. 它們用於連接表面線和基礎內線. 孔的深度通常不超過一定的比例. 埋孔是指位於印刷電路板內層的連接孔, 不會延伸到電路板的表面. 上述兩種類型的孔均位於電路板的內層, 並在層壓前通過通孔成型工藝完成, 在通孔形成過程中,若干內層可能重疊. 第三種類型稱為通孔, 它貫穿整個電路板,可用於內部互連或作為組件安裝定位孔. 因為通孔更容易在過程中實現,成本更低, 它用於大多數印刷電路板,而不是其他兩種類型的通孔. 通過下麵提到的孔, 除非另有規定, 被認為是通孔.

1) From a design point of view, 通孔主要由兩部分組成, 一個是中間的洞, 另一個是孔周圍的焊盤區域. 這兩部分的大小决定了通孔的大小. 顯然, 在高速高密度PCB電路板的設計中, 設計師總是希望通孔越小, 更好, 這樣就可以在電路板上留下更多的佈線空間. 此外, 通孔越小, 寄生蟲本身. 電容越小, 更適用於高速電路. 然而, 孔尺寸的减小也帶來了成本的新增, 而且通孔的大小不能無限期地减小. 它受到鑽孔和電鍍等工藝科技的限制:孔越小, 鑽的時間越長. 比較長的, 越容易偏離中心位置; 當鑽孔深度超過鑽孔直徑的6倍時, 不能保證孔壁能均勻鍍銅. 例如, 普通6層PCB電路板的厚度約為50Mil, 所以PCB電路板製造商能提供的孔徑只能達到8毫米.
2) the parasitic capacitance of the via hole itself has a parasitic capacitance to the ground. 如果已知通孔接地層上隔離孔的直徑為D2, 通孔墊的直徑為D1, PCB電路板的厚度為T, 電路板基板的介電常數為ε, 通孔的寄生電容約為:C=“1”.41εTD1/(D2-D1) The main effect of the parasitic capacitance of the via on the circuit is to extend the signal The rise time reduces the speed of the circuit. 例如, 對於厚度為50Mil的PCB電路板, 如果使用內徑為10毫米、焊盤直徑為20毫米的通孔, 焊盤和接地銅區域之間的距離為32密耳, 我們可以用上面的公式來近似,空穴的寄生電容大致為:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, 這部分電容引起的上升時間變化為:T10-90=2.2C(Z0/2)= 2.2x0.517x(55/2)=31.28便士. 從這些價值觀, 可以看出,雖然單個通孔的寄生電容引起的上升延遲的影響不是很明顯, 如果在跟踪中多次使用過孔以在層之間切換, 設計師仍然應該仔細考慮.
3) Parasitic inductance of vias Similarly, 過孔中存在寄生電感和寄生電容. 在高速數位電路的設計中, 過孔的寄生電感造成的損壞通常大於寄生電容的影響. 其寄生串聯電感會削弱旁路電容的貢獻,削弱整個電力系統的濾波效果. 我們可以簡單地用以下公式計算過孔的近似寄生電感:L=“5”.08h[ln(4h/d)+1] where L refers to the inductance of the via, h是通孔的長度, d是中心孔的直徑. 從公式中可以看出,通孔直徑對電感的影響很小, 而通孔的長度對電感有影響. 仍在使用上述示例, 通孔的電感可計算為:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH. 如果訊號的上升時間為1ns, 那麼它的等效阻抗是:XL=ÏνL/T10-90=3.19Ω. 當高頻電流通過時,這種阻抗不能再被忽略. 在連接電源面和接地層時,應特別注意旁路電容器需要穿過兩個過孔, 囙此,過孔的寄生電感將以指數管道新增.
4) Via design in high-speed PCB circuit board Through the above analysis of the parasitic characteristics of vias, 我們可以在高速PCB電路板的設計中看到這一點, 看似簡單的通孔通常會影響電路的設計. 巨大的負面影響. 為了减少過孔寄生效應造成的不良影響, the following can be done in the design:
1. 同時考慮成本和訊號質量, 通過尺寸選擇合理的尺寸. 例如, 用於6-10層記憶體模組PCB電路板的設計, 最好用10個/20毫米通孔. 對於一些高密度小型電路板, 你也可以嘗試使用8/1800萬個過孔. 在現時的技術條件下, 很難使用較小的過孔. 用於電源或接地過孔, 你可以考慮使用更大的尺寸來减少阻抗.
2. 上面討論的兩個公式可以得出結論,使用更薄的PCB電路板有利於降低通孔的兩個寄生參數.
3. 儘量不要改變PCB電路板上的訊號跡線層, 也就是說, 儘量不要使用不必要的過孔.
4. 電源和接地引脚應在附近鑽孔, 通孔和引脚之間的導線應盡可能短, 因為它們會新增電感. 同時, 電源線和接地線應盡可能厚,以降低阻抗.
5) Place some grounded vias near the vias of the signal change layer to provide a close loop for the signal. 甚至可以在PCB電路板上放置大量冗餘接地過孔. 當然, 設計需要靈活. 前面討論的通孔模型是每層上都有焊盤的情况. 有時, 我們可以减少甚至移除某些層的襯墊. 特別是當過孔的密度非常高時, 這可能會導致形成一個斷開槽,將銅層中的電路隔開. 為了解决這個問題, 除了移動通孔的位置, 我們也可以考慮在銅層上放置通孔. 焊盤尺寸减小