Για να επιτευχθεί καλός σχεδιασμός PCB, εκτός από τη συνολική διάταξη δρομολόγησης, οι κανόνες για το πλάτος της γραμμής και την απόσταση είναι επίσης ζωτικής σημασίας.Αυτό συμβαίνει επειδή το πλάτος της γραμμής και η απόσταση καθορίζουν την απόδοση και τη σταθερότητα της πλακέτας κυκλώματος.Επομένως, αυτό το άρθρο θα παρέχει μια λεπτομερή εισαγωγή στους γενικούς κανόνες σχεδιασμού για το πλάτος και την απόσταση γραμμής PCB.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι προεπιλεγμένες ρυθμίσεις του λογισμικού θα πρέπει να διαμορφωθούν σωστά και η επιλογή Έλεγχος κανόνων σχεδίασης (DRC) θα πρέπει να είναι ενεργοποιημένη πριν από τη δρομολόγηση.Συνιστάται η χρήση πλέγματος 5 mil για δρομολόγηση και για ίσα μήκη πλέγμα 1 mil μπορεί να οριστεί ανάλογα με την κατάσταση.
Κανόνες πλάτους γραμμής PCB:
1.Η δρομολόγηση πρέπει πρώτα να ανταποκρίνεται στην κατασκευαστική ικανότητα του εργοστασίου.Επιβεβαιώστε τον κατασκευαστή παραγωγής με τον πελάτη και καθορίστε την ικανότητα παραγωγής του.Εάν δεν παρέχονται συγκεκριμένες απαιτήσεις από τον πελάτη, ανατρέξτε στα πρότυπα σχεδίασης σύνθετης αντίστασης για το πλάτος γραμμής.
2. Πρότυπα σύνθετης αντίστασης: Με βάση τις απαιτήσεις πάχους και στρώσης πλακών που παρέχονται από τον πελάτη, επιλέξτε το κατάλληλο μοντέλο σύνθετης αντίστασης.Ορίστε το πλάτος γραμμής σύμφωνα με το υπολογιζόμενο πλάτος μέσα στο μοντέλο σύνθετης αντίστασης.Οι κοινές τιμές σύνθετης αντίστασης περιλαμβάνουν 50Ω με ένα άκρο, διαφορικό 90Ω, 100Ω κ.λπ. Σημειώστε εάν το σήμα της κεραίας 50Ω πρέπει να εξετάσει την αναφορά στο διπλανό στρώμα.Για κοινές στοίβες επιπέδων PCB όπως αναφέρεται παρακάτω.
3.Όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα, το πλάτος της γραμμής πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις ικανότητας μεταφοράς ρεύματος.Γενικά, με βάση την εμπειρία και λαμβάνοντας υπόψη τα περιθώρια δρομολόγησης, ο σχεδιασμός του πλάτους της γραμμής ισχύος μπορεί να προσδιοριστεί από τις ακόλουθες οδηγίες: Για αύξηση θερμοκρασίας 10°C, με πάχος χαλκού 1 oz, ένα πλάτος γραμμής 20 mil μπορεί να διαχειριστεί ρεύμα υπερφόρτωσης 1Α.για πάχος χαλκού 0,5 oz, ένα πλάτος γραμμής 40 mil μπορεί να χειριστεί ένα ρεύμα υπερφόρτωσης 1Α.
4. Για γενικούς σκοπούς σχεδιασμού, το πλάτος της γραμμής θα πρέπει κατά προτίμηση να ελέγχεται πάνω από 4 mil, το οποίο μπορεί να καλύψει τις κατασκευαστικές δυνατότητες των περισσότερων κατασκευαστών PCB.Για σχέδια όπου ο έλεγχος σύνθετης αντίστασης δεν είναι απαραίτητος (κυρίως πλακέτες 2 επιπέδων), ο σχεδιασμός πλάτους γραμμής άνω των 8 mil μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του κόστους κατασκευής του PCB.
5. Εξετάστε τη ρύθμιση πάχους χαλκού για την αντίστοιχη στρώση στη δρομολόγηση.Πάρτε για παράδειγμα 2 oz χαλκό, προσπαθήστε να σχεδιάσετε το πλάτος της γραμμής πάνω από 6 mil.Όσο παχύτερος είναι ο χαλκός, τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος της γραμμής.Ζητήστε τις απαιτήσεις κατασκευής του εργοστασίου για μη τυποποιημένα σχέδια πάχους χαλκού.
6. Για σχέδια BGA με βήματα 0,5 mm και 0,65 mm, μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλάτος γραμμής 3,5 χιλιοστών σε ορισμένες περιοχές (μπορεί να ελεγχθεί από κανόνες σχεδιασμού).
7. Τα σχέδια πλακέτας HDI μπορούν να χρησιμοποιούν πλάτος γραμμής 3 mil.Για σχέδια με πλάτη γραμμής κάτω από 3 mil, είναι απαραίτητο να επιβεβαιωθεί η ικανότητα παραγωγής του εργοστασίου με τον πελάτη, καθώς ορισμένοι κατασκευαστές μπορούν να έχουν μόνο 2 mil πλάτη γραμμής (μπορεί να ελέγχεται από κανόνες σχεδιασμού).Τα λεπτότερα πλάτη γραμμών αυξάνουν το κόστος κατασκευής και επεκτείνουν τον κύκλο παραγωγής.
8. Τα αναλογικά σήματα (όπως τα σήματα ήχου και βίντεο) πρέπει να σχεδιάζονται με παχύτερες γραμμές, συνήθως περίπου 15 mil.Εάν ο χώρος είναι περιορισμένος, το πλάτος της γραμμής θα πρέπει να ελέγχεται πάνω από 8 mil.
9. Τα σήματα ραδιοσυχνοτήτων θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με παχύτερες γραμμές, με αναφορά σε παρακείμενα στρώματα και ελεγχόμενη σύνθετη αντίσταση στα 50Ω.Τα σήματα ραδιοσυχνοτήτων θα πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία στα εξωτερικά στρώματα, αποφεύγοντας τα εσωτερικά στρώματα και ελαχιστοποιώντας τη χρήση διαδρομών ή αλλαγών στρώσης.Τα σήματα ραδιοσυχνοτήτων θα πρέπει να περιβάλλονται από ένα επίπεδο γείωσης, με το στρώμα αναφοράς κατά προτίμηση να είναι ο χαλκός GND.
Κανόνες απόστασης γραμμής καλωδίωσης PCB
1. Η καλωδίωση θα πρέπει πρώτα να ανταποκρίνεται στην ικανότητα επεξεργασίας του εργοστασίου και η απόσταση των γραμμών θα πρέπει να ανταποκρίνεται στην ικανότητα παραγωγής του εργοστασίου, γενικά ελεγχόμενη στα 4 εκατ. ή παραπάνω.Για σχέδια BGA με απόσταση 0,5 mm ή 0,65 mm, μπορεί να χρησιμοποιηθεί απόσταση γραμμής 3,5 mil σε ορισμένες περιοχές.Τα σχέδια HDI μπορούν να επιλέξουν απόσταση γραμμών 3 χιλιοστών.Τα σχέδια κάτω των 3 εκατ. πρέπει να επιβεβαιώνουν την παραγωγική ικανότητα του εργοστασίου παραγωγής με τον πελάτη.Ορισμένοι κατασκευαστές έχουν παραγωγική ικανότητα 2 mil (ελεγχόμενη σε συγκεκριμένες περιοχές σχεδιασμού).
2. Πριν σχεδιάσετε τον κανόνα της απόστασης γραμμών, λάβετε υπόψη την απαίτηση πάχους χαλκού του σχεδίου.Για 1 ουγγιά χαλκού προσπαθήστε να διατηρήσετε μια απόσταση 4 mil ή μεγαλύτερη, και για 2 ουγγιές χαλκό, προσπαθήστε να διατηρήσετε μια απόσταση 6 mil ή μεγαλύτερη.
3. Ο σχεδιασμός απόστασης για ζεύγη διαφορικών σημάτων θα πρέπει να ρυθμιστεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις σύνθετης αντίστασης για να διασφαλιστεί η σωστή απόσταση.
4. Η καλωδίωση θα πρέπει να κρατηθεί μακριά από το πλαίσιο της πλακέτας και προσπαθήστε να διασφαλίσετε ότι το πλαίσιο της πλακέτας μπορεί να έχει γείωση (GND).Διατηρήστε την απόσταση μεταξύ των σημάτων και των άκρων της πλακέτας πάνω από 40 χιλιοστά.
5. Το σήμα του επιπέδου ισχύος πρέπει να έχει απόσταση τουλάχιστον 10 mil από το επίπεδο GND.Η απόσταση μεταξύ των χάλκινων επιπέδων ισχύος και ισχύος πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 mil.Για ορισμένα IC (όπως τα BGA) με μικρότερη απόσταση, η απόσταση μπορεί να ρυθμιστεί κατάλληλα σε τουλάχιστον 6 mil (ελεγχόμενη σε συγκεκριμένες περιοχές σχεδιασμού).
6. Σημαντικά σήματα όπως ρολόγια, διαφορικά και αναλογικά σήματα θα πρέπει να έχουν απόσταση 3 φορές το πλάτος (3W) ή να περιβάλλονται από επίπεδα γείωσης (GND).Η απόσταση μεταξύ των γραμμών θα πρέπει να διατηρείται 3 φορές το πλάτος της γραμμής για να μειωθεί η αλληλεπίδραση.Εάν η απόσταση μεταξύ των κέντρων δύο γραμμών δεν είναι μικρότερη από 3 φορές το πλάτος της γραμμής, μπορεί να διατηρήσει το 70% του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των γραμμών χωρίς παρεμβολές, το οποίο είναι γνωστό ως αρχή 3W.
7. Τα σήματα γειτονικού στρώματος θα πρέπει να αποφεύγουν την παράλληλη καλωδίωση.Η κατεύθυνση δρομολόγησης θα πρέπει να σχηματίζει μια ορθογώνια δομή για να μειώνει την περιττή παρεμβολή μεταξύ των επιπέδων.
8. Κατά τη δρομολόγηση στην επιφανειακή στρώση, κρατήστε απόσταση τουλάχιστον 1 mm από τις οπές στερέωσης για να αποφύγετε βραχυκυκλώματα ή ρήξη γραμμής λόγω της πίεσης εγκατάστασης.Η περιοχή γύρω από τις οπές των βιδών πρέπει να διατηρείται καθαρή.
9. Κατά τη διαίρεση των επιπέδων ισχύος, αποφύγετε τις υπερβολικά κατακερματισμένες διαιρέσεις.Σε ένα επίπεδο ισχύος, προσπαθήστε να μην έχετε περισσότερα από 5 σήματα ισχύος, κατά προτίμηση εντός 3 σημάτων ισχύος, για να διασφαλίσετε την ικανότητα μεταφοράς ρεύματος και να αποφύγετε τον κίνδυνο διέλευσης σήματος από το επίπεδο διαίρεσης των παρακείμενων στρωμάτων.
10. Οι διαιρέσεις σε επίπεδο ισχύος πρέπει να διατηρούνται όσο το δυνατόν πιο κανονικές, χωρίς μακριές διαιρέσεις ή σε σχήμα αλτήρα, για να αποφεύγονται καταστάσεις όπου τα άκρα είναι μεγάλα και η μέση είναι μικρή.Η ικανότητα μεταφοράς ρεύματος θα πρέπει να υπολογίζεται με βάση το στενότερο πλάτος του επιπέδου χαλκού ισχύος.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
16-9-2023
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-19-2023
