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19条建议告诉你如何正确处理PCB设计布线

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  一、关于PCB布线线宽

  1、布线首先应满足工厂加工能力,首先向客户确认生产厂家,确认其生产能力,如图1所示。如客户无要求,线宽参考阻抗设计模板。

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  2、阻抗模板,根据客户提供的板厚及层数要求,选择合适阻抗模型,布线线宽按阻抗模型内计算的宽度进行设置,常见阻抗为单端50Ω,差分90Ω、100Ω等,注意天线50R信号是否应该考虑隔层参考。

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  3、如图3所示,布线线宽需要满足载流能力。一般情况下,可以基于经验、考虑布线余量,可以按照:温升在10°C,对于铜厚1OZ,20MIL线宽过载电流1A;铜厚0.5OZ,40MIL线宽过载电流1A来进行电源线宽设计。

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  4、常规设计线宽应尽量控制在4MIL以上,此线宽能满足大部分PCB生产厂家加工能力。对于部分不需要控制阻抗的设计(大部分为2层板设计),保证线宽在8mil以上,减少PCB的生产加工成本。

  5、布线应考虑所在层铜厚设置,如2OZ尽量设计在6mil以上,铜厚越厚,线宽越宽,对不常见铜厚设计,可咨询生产厂家的加工要求。

  6、0.5mm、0.65mm间距BGA设计可在部分区域使用3.5mil线宽设计(可设计区域规则管控)。

  7、HDI板设计可选择3mil线宽设计,低于3mil设计必须向客户确认加工工厂的生产能力,部分厂家生产能力为2mil。线宽越细,加工成本增加,加工周期延长。

  8、模拟信号(如音视频信号)须加粗处理,一般处理为15mil线宽,如空间限制,应控制在8mil以上线宽。

  9、射频信号应加粗处理,隔层参考,阻抗控制50。射频信号应处理在表层,避免处理到内层,尽量避免打孔换层处理。射频信号须包地处理,参考层尽量参考GND铜皮。

  二、关于PCB布线线距

  1、布线首先应满足工厂加工能力,线距应满足工厂生产能力,一般控制在4mil以上;0.5mm、0.65mm间距BGA设计可在部分区域使用3.5mil线距设计,HDI可选择3mil线距设计,低于3mil设计必须向客户确认加工工厂的生产能力,部分厂家生产能力为2mil(可设计区域规则管控)。

  2、线距规则设计之前须考虑设计的铜厚要求,1OZ尽量保持4mil以上距离,2OZ尽量保持6mil以上距离。

  3、差分信号对内距离应按阻抗要求进行设置距离。

  4、布线应远离板框位置,尽量保持板框位置能包地打GND孔,保持信号离板边40mil以上距离。

  5、电源层信号比GND层内缩10mil以上距离。电源与电源铜皮宽度应保持10mil以上距离,部分IC(如BGA)因间距较小,可适当调整其距离,设置到6mil以上(可设计区域规则管控)。

  6、重要信号,如时钟、差分、模拟信号等,须满足3W距离或者包地处理。线与线之间的距离保持3倍线宽。是为了减少线间串扰,应保证线间距足够大,如果线中心距不少于3倍线宽时,则可保持70%的线间电场不互相干扰,称为3W规则,如图4所示。

  7、相邻层信号避免平行布线,走线方向成正交结构,以减少不必要的层间窜扰,如图5所示。

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  8、布线在表层时,应远离定位孔,距离保持在1mm以上,以防安装时出现短路或者安装应力产生的线路撕裂导致开路,如图6所示。

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  9、电源层平面分割应注意一个电源平面不要分割的太碎,一个电源平面内处理的电源尽量不要超过5个电源信号,最好控制在3个电源信号以内,以保证载流能力及规避相邻层信号跨分割风险,如图7所示。

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  10、电源平面分割要尽量保持规则,不允许有细长条及哑铃形分割,避免出现两头大中间小的情况,并根据电源铜皮最窄处宽度计算其载流能,如图8所示。

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原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/Mjz7DP6sCywLyO0QaNSLqQ

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电子技术应用专栏作家  凡亿PCB