PCB设计布线约束条件的设置

time : 2019-08-09 08:56       作者:凡亿pcb

一、报告PCB设计参数
布局基本确定后,应用PCB设计工具的统计功能,报告网络数量,网络密度,平均管脚密度等基本参数,以便确定所需要的信号布线层数。
信号层数的确定可参考以下经验数据
①Pin密度
②信号层数
③板层数
注:PIN密度的定义为: 板面积(平方英寸)/(板上管脚总数/14)
布线层数的具体确定还要考虑单板的可靠性要求,信号的工作速度,制造成本和交货期等因素。
 
二、布线层设置
在高速数字电路设计中,电源与地层应尽量靠在一起,中间不安排布线。所有布线层都尽量靠近一平面层,优选地平面为走线隔离层。
为了减少层间信号的电磁干扰,相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。
可以根据需要设计1--2个阻抗控制层,如果需要更多的阻抗控制层需要与PCB产家协商。阻抗控制层要按要求标注清楚。将单板上有阻抗控制要求的网络布线分布在阻抗控制层上。
 
三、线宽和线间距的设置
线宽和线间距的设置要考虑的因素
A. 单板的密度。板的密度越高,倾向于使用更细的线宽和更窄的间隙。
B. 信号的电流强度。当信号的平均电流较大时,应考虑布线宽度所能承载的的电流,线宽可参考以下数据:
PCB设计时铜箔厚度,走线宽度和电流的关系
不同厚度,不同宽度的铜箔的载流量见下表:
铜皮厚度35um 铜皮厚度50um 铜皮厚度70um
铜皮Δt=10℃ 铜皮Δt=10℃ 铜皮Δt=10℃
注:
i. 用铜皮作导线通过大电流时,铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。
ii. 在PCB设计加工中,常用OZ(盎司)作为铜皮厚度的单位,1 OZ铜厚的定义为1 平方英尺面积内铜箔的重量为一盎,对应的物理厚度为35um;2OZ铜厚为70um。
C. 电路工作电压:线间距的设置应考虑其介电强度。
输入150V-300V电源最小空气间隙及爬电距离
输入300V-600V电源最小空气间隙及爬电距离
D. 可靠性要求。可靠性要求高时,倾向于使用较宽的布线和较大的间距。
E. PCB加工技术限制
国内 国际先进水平
推荐使用最小线宽/间距 6mil/6mil 4mil/4mil
极限最小线宽/间距 4mil/6mil 2mil/2mil
 
四、孔的设置
4.1、过线孔
制成板的最小孔径定义取决于板厚度,板厚孔径比应小于 5--8。
孔径优选系列如下:
孔径: 24mil 20mil 16mil 12mil 8mil
焊盘直径: 40mil 35mil 28mil 25mil 20mil
内层热焊盘尺寸: 50mil 45mil 40mil 35mil 30mil
板厚度与最小孔径的关系:
板厚: 3.0mm 2.5mm 2.0mm 1.6mm 1.0mm
最小孔径: 24mil 20mil 16mil 12mil 8mil
 
4.2、盲孔和埋孔
盲孔是连接表层和内层而不贯通整板的导通孔,埋孔是连接内层之间而在成品板表层不可见的导通孔,这两类过孔尺寸设置可参考过线孔。
应用盲孔和埋孔设计时应对PCB加工流程有充分的认识,避免给PCB加工带来不必要的问题,必要时要与PCB供应商协商。
 
4.3、测试孔
测试孔是指用于ICT测试目的的过孔,可以兼做导通孔,原则上孔径不限,焊盘直径应不小于25mil,测试孔之间中心距不小于50mil。
不推荐用元件焊接孔作为测试孔。
 
五、特殊布线区间的设定
特殊布线区间是指单板上某些特殊区域需要用到不同于一般设置的布线参数,如某些高密度器件需要用到较细的线宽、较小的间距和较小的过孔等,或某些网络的布线参数的调整等,需要在布线前加以确认和设置。
 
六、定义和分割平面层
A. 平面层一般用于电路的电源和地层(参考层),由于电路中可能用到不同的电源和地层,需要对电源层和地层进行分隔,其分隔宽度要考虑不同电源之间的电位差,电位差大于12V时,分隔宽度为50mil,反之,可选20--25mil 。
B. 平面分隔要考虑高速信号回流路径的完整性。
C. 当由于高速信号的回流路径遭到破坏时,应当在其他布线层给予补尝。例如可用接地的铜箔将该信号网络包围,以提供信号的地回路。