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PCB Layout初學者必備的6個知識點,你掌握了嗎?

文章來源: 智力創電路板 人氣:299 發表時間:2022-05-28 09:11:31

PCB Layout是什么意思?

PCB是印刷電路板(Printed Circuit Board)的簡稱,它是電子元器件的支撐體,也是電子元器件電氣連接的載體,有“電子產品之母”之稱。LAYOUT是布局規劃的意思。結合起來:PCB Layout就是印刷電路板布局布線的意思。PCB設計,通常也稱為PCB Layout。

 

PCB設計需要借助計算機輔助設計實現,業內常用的設計軟件有:Cadence Allegro,PADS,Altium Designer等。

 

常規PCB設計包括建庫、調網表、布局、布線、文件輸出等幾個步驟,但常規PCB設計流程已經遠遠不能滿足日益復雜的高速PCB設計要求。由于SI仿真、PI仿真、EMC設計、單板工藝等都需要緊密結合到設計流程中,同時為了實現品質控制,要在各節點增加評審環節,實際的PCB設計流程要復雜得多。

 

PCB布局

 

在綜合考慮信號質量、EMC、熱設計、DFM、DFT、結構、安規等方面要求的基礎上,將器件合理的放置到板面上?!季?/span>

 

PCB布局設計是 PCB 整個設計流程中的首個重要設計環節。越復雜的PCB板,布局的好壞越能直接影響到后期布線的實現難易程度。布局應盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短,關鍵信號線最短;高電壓、大電流信號與低電壓、小電流信號的弱信號完全分開;模擬信號與數字信號分開;高頻信號與低頻信號分開;高頻元器件的間距要充分。在滿足仿真和時序分析要求的前提下,局部調整。

 

PCB布線

 

在遵循信號質量、DFM、EMC等規則要求下,實現器件管腳間的物理連接設計?!季€

PCB布線設計是整個PCB設計中工作量最大的工序,直接影響著 PCB 板的性能好壞。布線處理的一些基本要求如下:

 

1)過孔、線寬、安全間距避免采用極限值。

2)走線到板邊的距離通常情況下需≥2mm,在不能滿足條件的情況下,至少保證不小于20mil。

3)金屬外殼器件下,不允許有過孔、表層走線。

4)盡量為時鐘信號、高頻信號、敏感信號等關鍵信號提供專門的布線層,并保證其最小的回路面積。采用屏蔽和加大安全間距等方法,保證信號質量。

5)電源層和地層之間的EMC環境較差,應避免布置對干擾敏感的信號線。

6)布線盡可能靠近一個平面,并避免跨分割。若必須跨分割或者無法靠近電源地平面,這些情況僅允許在低速信號線中存在。

7)平面層和布線層分布對稱,介質厚度分布對稱,過孔跨層保持對稱。

8)所有信號線必須倒角,倒角角度為45度,特殊情況除外。

電源、地線的處理

即使在整個PCB板中的布線完成的很好,但由于電源和地線的考慮不周到而引起的干擾,會使產品的性能下降,有時甚至會影響到產品的成功率。所以對電源和地線的處理要認真對待,把電源和地線的所產生的噪音和干擾降到最低限度,以保證產品的質量。

1)盡量加寬電源和地線的寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關系是:地線—電源線—信號線。

2)對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個回路,即構成一個地網來使用(模擬電路的地不能這樣使用)

3)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?;蚴嵌鄬影?,電源和地線各占用一層。

數字電路與模擬電路的共地處理

現在許多PCB不再是單一功能電路,而是由數字電路和模擬電路混合構成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾的問題,特別是地線上的噪音干擾。

數字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對信號線來說,高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件,對地線來說,整個PCB對外界只有一個結點,所以必須在PCB內部進行處理數字和模擬共地的問題,而在板內部數字地和模擬地實際上是分開的,它們之間是互不相連的,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數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,這由系統設定來決定。

設計規則檢查(DRC)

布線設計完成后,需要認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規則,同時也需要確認所制定的規則是否符合印制板生產工藝要求,一般檢查有如下幾個方面:

1)線與線,線與元件焊盤,線與孔,元件焊盤和孔,孔與孔之間的距離是否合理,是否滿足生產要求。

2)電源線和地線的寬度是否合適,電源和地線之間是否耦合,在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。

3)對于關鍵信號線是否采取了最佳的措施(如長度最短,加保護線,輸入線及輸出線被明顯地分開)

4)模擬電路和數字電路部分是否有各自獨立的地線。

5)后加在PCB中的圖形(如圖標、標注)是否會造成信號短路。

6)在PCB上是否加有工藝線,阻焊是否符合生產工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標示是否壓器件焊盤。

 


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