PCB工程师怎样提高布线水平?

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布线是PCB设计中最耗时耗力的一个环节,也最能考验PCB工程师的技术水平。作为一名有追求的PCB设计工程师,该如何提高自己的布线水平呢?据经验所得,要想做到快速高效的布线,并且让你的PCB布线看上去高大上,你需要做到以下这5点:

1、遵循PCB布线规则

这是对PCB设计者最基本的要求,也是基础。PCB布线一般应遵循如下规则:

a)印制导线布线层数根据需要确定。布线占用通道比一般应在50%以上;

b)根据工艺条件和布线密度,合理选用导线宽度和导线间距,力求层内布线均匀,各层布线密度相近,必要时缺线区应加辅助非功能连接盘或印制导线;

c)相邻两层导线应布成相互垂直斜交或弯曲走线,以减小寄生电容;

d)印制导线布线应尽可能短,特别是高频信号和高敏感信号线;对时钟等重要信号线,必要时还应考虑等延时布线;

e)同层上布设多种电源(层)或地(层)时,分隔间距应不小于1mm;

f)对大于5×5mm²的大面积导电图形,应局部开窗口;

g)电源层、地层大面积图形与其连接盘之间应进行热隔离设计,如图10所示,以免影响焊接质量;

h)其它电路的特殊要求应符合相关规定。

2、电源、地线的处理

既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率。所以对电源、地线的布线要认真对待,把电源、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量。

对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因,现只对降低式抑制噪音作以表述:众所周知的是在电源、地线之间加上去藕电容。

尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最精细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5mm。

对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用,模拟电路的地不能这样使用,用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。

3、数字电路与模拟电路的共地处理

现在有许多PCB不再是单一功能电路,而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰的问题,特别是地线上的噪音干扰。

数字电路的频率高,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对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。

数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。

4、信号线布在电源层或地层上

在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电源层或地层上进行布线。

首先应考虑用电源层,其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。

5、设计规则检查(DRC)

布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方面:

a)线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。

b)电源线和地线的宽度是否合适。电源与地线之间是否紧耦合。在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。

c)对于关键的信号线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地分开。

d)模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线。后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。

e)对一些不理想的线形进行修改。

f)在PCB上是否加有工艺线。阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量。

g)多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外,则容易造成短路。

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