PCB学习:布线原则

一、PCB布线

布线是整个PCB设计中最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏。
在PCB的设计过程中,布线一般有这么三种境界的划分:

  • 首先是布通,这时PCB设计时的最基本的要求。
  • 这是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳的电器性能。
  • 接着是美观。

二、布线原则

布线时主要按以下原则进行:

  • 一般情况下,首先应对电源线和地线进行布线,以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线。通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最细宽度可达0.05~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm。对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地则不能这样使用)。
  • 预先对要求比较严格的线(如高频线)进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。
  • 振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零;
  • 尽可能采用45°的折线布线,不可使用90°折线,以减小高频信号的辐射(要求高的线还要用双弧线);任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线的过孔要尽量少;关键的线尽量短而粗,并在两边加上保护地。
  • 通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时,要用“地线-信号-地线”的方式引出。
  • 关键信号应预留测试点,以方便生产和维修检测用
  • 原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查和DRC检查无误后,对未布线区域进行地线填充,用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。

三、PCB布线工艺要求

(一)线

一般情况下,信号线宽为0.3mm(12mil),电源线宽为0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);线与线之间和线与焊盘之间的距离大于等于0.33mm(13mil),实际应用中,条件允许时应考虑加大距离;布线密度较高时,可考虑(但不建议)采用IC脚间走两根线,线的宽度为0.254mm(10mil),线间距不小于0.254mm(10mil)。特殊情况下,当器件管脚较密,宽度较窄时,可按适当减小线宽和线间距。

(二)焊盘(PAD)

焊盘(PAD)与过渡孔(VIA)的基本要求是:盘的直径比孔的直径要大于0.6mm;例如,通用插脚式电阻、电容和集成电路等,采用盘/孔尺寸1.6mm /0.8mm(63mil/32mil),插座、插针和二极管1N4007等,采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。实际应用中,应根据实际元件的尺寸来定,有条件时,可适当加大焊盘尺寸;PCB板上设计的元件安装孔径应比元件管脚的实际尺寸大0.2~0.4mm左右。

(三)过孔(VIA)

一般为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);当布线密度较高时,过孔尺寸可适当减小,但不宜过小,可考虑采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。

焊盘、线、过孔的间距要求:

  • PAD and VIA:≥ 0.3mm(12mil)
  • PAD and PAD:≥ 0.3mm(12mil)
  • PAD and TRACK:≥ 0.3mm(12mil)
  • TRACK and TRACK:≥ 0.3mm(12mil)

密度较高时:

  • PAD and VIA:≥ 0.254mm(10mil)
  • PAD and PAD:≥ 0.254mm(10mil)
  • PAD and TRACK:≥ 0.254mm(10mil)
  • TRACK and TRACK:≥ 0.254mm(10mil)

四、参考文档

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