当前,随着PCB尺寸要求越来越小,器件密度要求越来越高,PCB设计的难度也就逐渐增大。这就需要工程师们有过硬的技术知识,以及掌握一些PCB布局布线的技巧,今天就让造物数科小编带大家了解下。
一、布局技巧
1、合理规划电源和地线:确保电源和地线布局合理,避免干扰。电源线和地线应尽量加粗,以减少电阻和压降,同时降低噪声干扰。
2、组件分组:将相似功能的组件分组,便于管理和维护。例如,将数字电路和模拟电路分开布局,以减少相互之间的干扰。
3、预留空间:在布局时预留足够的空间,方便后续调整和优化。同时,也为散热和维修预留足够的空间。
4、避免长线跨层:尽量减少长线跨层,以降低信号干扰。如果必须跨层,应使用过孔并尽量保持走线短而直。
5、优化信号完整性:确保关键信号的完整性,减少反射和串扰。例如,对于高速信号,应使用较短的走线,并避免使用过多的过孔。
6、热设计:考虑组件的散热问题,合理布局散热片。对于发热量大的组件,应将其放置在散热良好的位置,并使用散热片或风扇进行散热。
7、电磁兼容性:注意电磁兼容性,避免组件间的干扰。例如,将高频组件和低频组件分开布局,以减少相互之间的电磁干扰。
8、布局对称:尽量使布局对称,以减少不平衡引起的干扰。对称布局有助于保持电路板的稳定性和可靠性。
二、布线技巧
1、走线长度:走线长度应包含过孔和封装焊盘的长度。尽量缩短走线长度,以减少信号损失和干扰。
2、布线角度:推荐采用135°角进行布线,避免直角或锐角布线。直角或锐角布线可能导致线宽和阻抗的突变,增加信号反射的可能性。
3、焊盘出线:建议优先从焊盘的较长边引出布线,避免从较短边或焊盘角落直接引出。同时,布线拐角应距离焊盘至少6mil(0.1524mm),以减少焊接时的应力集中。
4、同网络焊盘连接:相邻焊盘是同网络的,不能直接相连。应先连接出焊盘之后再进行连接,以防止手工焊接时的短路现象。
5、包地处理:对于有包地要求的信号,须保证包地的完整性。在包地线上进行打GND孔处理,两个GND孔间距不能过远,尽量保持在50150mil(1.273.81mm)范围内。
6、参考层平面:走线应依托于一个完整且连续的参考层平面。高速信号与参考层边缘的距离建议保持至少40mil(1.016mm),以减少信号损失和干扰。
7、表贴器件焊盘:由于表贴器件焊盘会导致阻抗降低,为减小阻抗突变的影响,建议在表贴焊盘的正下方按焊盘大小挖去一层参考层。
8、信号线环路:信号线与其回路构成的环路面积要尽可能小,以降低辐射和干扰。
9、避免STUB和残桩:布线时应避免出现STUB(存根走线),尽量减小残桩长度。特别是当残桩长度超过12mil(0.3048mm)时,应通过仿真评估其对信号完整性的影响。
10、布线宽度一致性:同一网络的布线宽度应保持一致,以避免特性阻抗的不均匀性和高速传输时的反射问题。
11、走线换层处理:当走线需要换层时,且换层前后参考层为地平面时,应在信号过孔旁边放置一个伴随过孔,以保证回流路径的连续性。
12、连接器地铜皮间距:连接器的地铜皮与信号PAD的距离至少应为线宽的三倍,以减少干扰和耦合。
三、其他注意事项
1、考虑可制造性:布局布线时要考虑实际制造的可行性。例如,避免使用过小的过孔和线宽,以确保电路板能够顺利制造和组装。
2、定期检查:定期检查布局布线情况,确保没有遗漏和错误。可以使用专业的PCB设计软件中的DRC(设计规则检查)功能进行自动检查。
3、文档化管理:对布局布线进行文档化管理,方便后期维护。例如,记录每个组件的位置、编号和连接关系等信息。
综上所述,PCB布局布线技巧众多且复杂,掌握这些技巧并灵活应用它们,可以显著提高电路板的性能、可靠性和可制造性。