布线是整个PCB设计中最重要的工序,这将直接影响着PCB板的性能好坏。工程师在进行PCB布线时,不仅要遵循一些原则,还需要满足电源线、焊盘、过孔等工艺要求。这些要求旨在确保电路板的性能、可靠性和可制造性。
一、线宽与线距
信号线宽:一般情况下,信号线宽为0.3mm(12mil),但实际应用中可能会根据电流密度和信号频率进行调整。在条件允许的情况下,可以考虑适当加大线宽以降低电流密度和减少信号损失。
电源线宽:电源线宽通常较宽,以确保足够的电流承载能力。常见的电源线宽为0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil),但具体宽度需根据电路板的电流需求和散热要求来确定。
线间距:线与线之间以及线与焊盘之间的距离应大于等于0.33mm(13mil),以避免短路和信号干扰。在布线密度较高时,虽然可以考虑减小线间距,但不应小于最小安全距离。
二、焊盘与过孔
焊盘直径:焊盘的直径应比孔的直径大0.6mm以上,以确保焊锡能够充分填充焊盘和孔之间的间隙,形成良好的焊接连接。常见的焊盘/孔尺寸组合包括1.6mm/0.8mm(63mil/32mil)和1.8mm/1.0mm(71mil/39mil),但具体尺寸需根据实际元件的尺寸来确定。
过孔尺寸:过孔的尺寸通常为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil),但在布线密度较高时,可以适当减小过孔尺寸,但不宜过小,以免影响焊接质量和信号传输。
焊盘、线、过孔的间距:焊盘与焊盘、焊盘与线、线与线之间的间距应满足一定的要求,以避免短路和信号干扰。一般情况下,这些间距应大于等于0.3mm(12mil),但在布线密度较高时,可以考虑减小到0.254mm(10mil)。
三、布线规则
电源线和地线布线:首先应对电源线和地线进行布线,以保证电路板的电气性能。在条件允许的情况下,应尽量加宽电源线和地线的宽度,以提高电流承载能力和散热性能。通常,地线应比电源线宽,以形成更好的接地效果。
高频信号线布线:高频信号线应尽量短且直,以减少信号损失和干扰。同时,应避免相邻平行布线,以减少反射干扰。必要时,可以在高频信号线之间加地线隔离。
布线方向:相邻平面的走线方向应成正交结构,以减少不必要的层间窜扰。当由于板结构限制难以避免出现同一方向走线时,应考虑用地平面隔离各布线层或用地信号线隔离各信号线。
折线布线:应采用45°折线布线,避免使用90°折线,以减小高频信号的辐射。对于要求更高的线路,还可以使用双弧线进行布线。
环路与过孔:任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小。同时,信号线的过孔要尽量少,以减少信号干扰和损失。
四、其他要求
元件布局:元件应按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块。电路模块中的元件应采用就近集中原则进行布局,同时数字电路和模拟电路应分开布局以避免相互干扰。
散热考虑:在布线时,应充分考虑元件的散热问题。发热元件不能紧邻导线和热敏元件,高热器件要均衡分布以确保良好的散热效果。
接地处理:接地是克服电磁干扰的主要手段之一。对于双面板或多层板,应采用单点接地法或多点接地法来确保良好的接地效果。同时,应注意避免接地线过长或形成环路以减少接地电阻和干扰。