31條PCB設計佈線技巧!

相信大家在做PCB設計時,都會發現佈線這個環節必不可少,而且佈線的合理性,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效能和散熱效能的好壞,以及是否可以讓器件的效能達到最優等。


本篇內容,將針對PCB的佈線方式,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、佈線角度優選135°角出線方式,任意角度出線會導致製版出現工藝問題。
3、佈線避免直角或者銳角佈線,導致轉角位置線寬變化,阻抗變化,造成訊號反射,如下圖所示。
4、佈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,佈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,相鄰焊盤是同網路的,不能直接相連,需要先連接出焊盤之後再進行連線,直接連線容易在手工焊接時連錫。
6、對於小CHIP器件,要注意佈線的對稱性,保持2端佈線線寬一致,如一個管腳鋪銅,另一管腳也儘量鋪銅處理,減少元件貼片後器件漂移旋轉,如下圖所示。
7、對於有包地要求的訊號,須保證包地的完整性,儘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,儘量保持在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,避免高速訊號跨區,建議高速訊號距離參考平面的邊沿至少有 40mil,如下圖所示。
9、由於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、聯結器等等,如下圖所示。
10、如下圖所示,訊號線與其迴路構成的環路面積要儘可能小,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,佈線不允許出現STUB,佈線儘量減小殘樁長度,建議殘樁長度為零。並且避免過孔殘樁效應,尤其是殘樁長度超過 12mil 時,建議透過模擬來評估過孔殘樁對訊號完整性的影響,如下圖(下)所示。
12、儘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、建議不要在高速訊號上放置測試點。
14、對於會產生干擾或者敏感的訊號(如射頻訊號),須規劃遮蔽罩,遮蔽罩寬度常規為40mil(一般保持30mil以上,可與客戶生產廠家確認),遮蔽罩上儘量多打GND過孔,增加其焊接效果。
15、同一網路的佈線寬度應保持一致,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,如接外掛引出線,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,應該儘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於或者等於焊盤寬度,出線寬度不能比焊盤寬度大,部分訊號因載流等要求,線寬較寬的,佈線可先保持與管腳寬度一致,佈線引出焊盤後6-10mil左右再把線寬加粗處理,如下圖所示。
17、佈線必須連線到焊盤、過孔中心。
18、有高壓訊號,須保證其爬電間距,具體引數如下圖所示。
19、設計中包含多片DDR或者其他儲存器晶片的,須向客戶確認佈線拓撲結構,確認是否有參考文件。
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、佈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佈線能力。
22、耦合電容儘量靠近聯結器放置。
23、串接電阻應靠近傳送端器件放置,端接電阻靠近末端放置,如eMMC時鐘訊號上的串接電阻,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,有效縮短迴流路徑, 如下圖所示。
25、建議ESD器件的每個地焊盤都打一個地通孔,且通孔要儘量靠近焊盤,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、外掛過孔等周邊佈線。
27、走線換層,且換層前後參考層為地平面時,需要在訊號過孔旁邊放一個伴隨過孔,以保證迴流路徑的連續性。
對於差分訊號,訊號過孔、迴流過孔均應對稱放置,如下圖(上)所示;對於單端訊號,建議在訊號過孔旁邊放置一個迴流過孔以降低過孔之間的串擾,如下圖(下)所示。
28、聯結器的地銅皮距離訊號 PAD至少要大等於3倍線寬,如下圖所示。
29、在BGA區域平面斷開處用走線連線,或者進行削盤處理,以免破壞平面完整性,如下圖所示。
30、PCB佈線需要包地處理時,推薦包地方式如下,如下圖所示,L為包地線地過孔間隔;D為包地線距離訊號線之間的間距,建議≥4*W。
31、有些重要的高速單端訊號,比如時鐘訊號、復位訊號等(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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