31條PCB設計布線技巧:

大家在做PCB設計時,都會發現布線這個環節必不可少,而且布線的合理性,也決定了PCB的美觀度和其生產成本的高低,同時還能體現出電路性能和散熱性能的好壞,以及是否可以讓器件的性能達到最優等。

本篇內容,將針對PCB的布線方式,做個全面的總結。

1、走線長度應包含過孔和封裝焊盤的長度。

2、布線角度優選135°角出線方式,任意角度出線會導致制版出現工藝問題。

3、布線避免直角或者銳角布線,導致轉角位置線寬變化,阻抗變化,造成信號反射,如下圖所示。

4、布線應從焊盤的長方向出線,避免從寬方向或者焊盤四角出線,布線的拐角離焊盤位置6mil以上為宜,如下圖所示。

5、如下圖所示,相鄰焊盤是同網絡的,不能直接相連,需要先連接出焊盤之后再進行連接,直接連接容易在手工焊接時連錫。

6、對于小CHIP器件,要注意布線的對稱性,保持2端布線線寬一致,如一個管腳鋪銅,另一管腳也盡量鋪銅處理,減少元件貼片后器件漂移旋轉,如下圖所示。

7、對于有包地要求的信號,須保證包地的完整性,盡量保證在包地線上進行打GND孔處理,兩個GND孔間距不能過遠,盡量保持在50-150mil左右,如下圖所示。

8、走線應有完整且連續的參考層平面,避免高速信號跨區,建議高速信號距離參考平面的邊沿至少有 40mil,如下圖所示。

9、由于表貼器件焊盤會導致阻抗降低,為減小阻抗突變的影響,建議在表貼焊盤的正下方按焊盤大小挖去一層參考層。常用的表貼器件有:電容、ESD、共模抑制電感、連接器等等,如下圖所示。

10、如下圖所示,信號線與其回路構成的環路面積要盡可能小,環路面積小,對外輻射小,接收外界的干擾也小。

11、如下圖(上)所示,布線不允許出現STUB,布線盡量減小殘樁長度,建議殘樁長度為零。并且避免過孔殘樁效應,尤其是殘樁長度超過 12mil 時,建議通過仿真來評估過孔殘樁對信號完整性的影響,如下圖(下)所示。

12、盡量避免走線在不同層形成自環。在多層板設計中容易出現此類問題,自環將引起輻射干擾。如下圖所示。

13、建議不要在高速信號上放置測試點。

14、對于會產生干擾或者敏感的信號(如射頻信號),須規劃屏蔽罩,屏蔽罩寬度常規為40mil(一般保持30mil以上,可與客戶生產廠家確認),屏蔽罩上盡量多打GND過孔,增加其焊接效果。

15、同一網絡的布線寬度應保持一致,線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻,當傳輸的速度較高時會產生反射。在某些條件下,如接插件引出線,BGA封裝的引出線類似的結構時,因間距過小可能無法避免線寬的變化,應該盡量減少中間不一致部分的有效長度,如下圖所示。

16、IC管腳出線的線寬要小于或者等于焊盤寬度,出線寬度不能比焊盤寬度大,部分信號因載流等要求,線寬較寬的,布線可先保持與管腳寬度一致,布線引出焊盤后6-10mil左右再把線寬加粗處理,如下圖所示。

17、布線必須連接到焊盤、過孔中心。

18、有高壓信號,須保證其爬電間距,具體參數如下圖所示。

19、設計中包含多片DDR或者其他存儲器芯片的,須向客戶確認布線拓撲結構,確認是否有參考文檔。

20、金手指區域需要開整窗處理,多層板設計時,金手指下方所有層的銅應作挖空處理,挖空銅皮的距離板框一般3mm以上。

21、布線應提前規劃好瓶頸位置的通道情況,合理規劃好通道最窄處的布線能力。

22、耦合電容盡量靠近連接器放置。

23、串接電阻應靠近發送端器件放置,端接電阻靠近末端放置,如eMMC時鐘信號上的串接電阻,推薦放在靠近?CPU?側(400mil以內)。

24、建議在IC(如eMMC 顆粒、FLASH顆粒等)的地焊盤各打1個地通孔,有效縮短回流路徑, 如下圖所示。

25、建議ESD器件的每個地焊盤都打一個地通孔,且通孔要盡量靠近焊盤,如下圖所示。

26、避免在時鐘器件(如晶體、晶振、時鐘發生器、時鐘分發器)、開關電源、磁類器件、插件過孔等周邊布線。

27、走線換層,且換層前后參考層為地平面時,需要在信號過孔旁邊放一個伴隨過孔,以保證回流路徑的連續性。對于差分信號,信號過孔、回流過孔均應對稱放置,如下圖(上)所示;對于單端信號,建議在信號過孔旁邊放置一個回流過孔以降低過孔之間的串擾,如下圖(下)所示。

28、連接器的地銅皮距離信號 PAD至少要大等于3倍線寬,如下圖所示。

29、在BGA區域平面斷開處用走線連接,或者進行削盤處理,以免破壞平面完整性,如下圖所示。

30、PCB布線需要包地處理時,推薦包地方式如下,如下圖所示,L為包地線地過孔間隔;D為包地線距離信號線之間的間距,建議≥4*W。

31、有些重要的高速單端信號,比如時鐘信號、復位信號等(如emmc_clk、emmc_datastrobe、RGMII_CLK 等等)建議包地。包地線每隔500mil至少要打一個地孔,如下圖所示。

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