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      PCB設(shè)計(jì)布線約束條件的設(shè)置

      發(fā)布時(shí)間 :2016-11-11 10:38 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計(jì)部
      一、報(bào)告PCB設(shè)計(jì)參數(shù)
      布局基本確定后,應(yīng)用PCB設(shè)計(jì)工具的統(tǒng)計(jì)功能,報(bào)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(hào)布線層數(shù)。
      信號(hào)層數(shù)的確定可參考以下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)
      ①Pin密度
      ②信號(hào)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(hào)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(jì)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(hào)的電磁干擾,相鄰布線層的信號(hào)線走向應(yīng)取垂直方向。
      可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)1--2個(gè)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(biāo)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(xì)的線寬和更窄的間隙。
      B. 信號(hào)的電流強(qiáng)度。當(dāng)信號(hào)的平均電流較大時(shí),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(jì)時(shí)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(shí),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(jì)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(duì)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(qiáng)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(shí),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(guó)內(nèi) 國(guó)際先進(jìn)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(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)PCB加工流程有充分的認(rèn)識(shí),避免給PCB加工帶來不必要的問題,必要時(shí)要與PCB供應(yīng)商協(xié)商。
       
      4.3、測(cè)試孔
      測(cè)試孔是指用于ICT測(cè)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(cè)試孔之間中心距不小于50mil。
      不推薦用元件焊接孔作為測(cè)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(xì)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(rèn)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(duì)電源層和地層進(jìn)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(shí),分隔寬度為50mil,反之,可選20--25mil 。
      B. 平面分隔要考慮高速信號(hào)回流路徑的完整性。
      C. 當(dāng)由于高速信號(hào)的回流路徑遭到破壞時(shí),應(yīng)當(dāng)在其他布線層給予補(bǔ)嘗。例如可用接地的銅箔將該信號(hào)網(wǎng)絡(luò)包圍,以提供信號(hào)的地回路。


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