布线概述及原则
传统的PCB设计,板上的走线只是作为信号连通的载体,工程师们不需要考虑走线的分布参数。随着电子行业的飞速发展,数据吞量从单位时间几兆、几十兆发展到10Gbps乃至更高。信号速率的提升带来了高速理论的飞速发展,PCB走线已经不能看作简单的互连载体,而是要从传输线的理论来分析各种分布参数带来的影响。同时PCB的复杂度和密度也同时在不断增加,从普通的通孔设计到微孔设计再到多阶盲埋孔设计,现在还有埋阻、埋容器件设计等,高密度给PCB布线带来极大的困难的同时,也需要工程师更加深入地了解PCB生产加工流程的其工艺参数。
高速和高密PCB的发展使得PCB设计工程师在硬件设计中的重要性日益突出的同时,相应的PCB设计上的挑战也越来越大,设计工程师需要了解的知识点越来越多。而布线作为PCB设计的重要组成部分,也是整个设计中工作量最大和最耗时间的部分,设计前期做的很多准备工作也都是为了布线工作顺利的开展。面对不断缩短的硬件开发周期,在保证设计质量的前提下,缩短设计时间成为设计工程师不断追求的目标,所以合理的布线思路和方法是设计工程师们提升效率的最关键的因素。
布线的方式分为自动布线和手动布线,在高密高速的PCB设计中,自动布线目前在很多方面还不能满足硬件工程师高标准的要求,所以一般是用手动布线来实现的。
布线类型
PCB板上布线类型主要包括信号线和电源、地线。
信号线为最常见的布线,类型比较多,根据布线形式还有单线、差分线等。
根据布线的物理结构还可以分为带状线、微带线
A微带线 B对称带状线 C不对称带状线
D微带藕合线 E带状藕合线
布线基本要求
(1)QFP、SOP等封装的矩形焊盘出线,应从PIN中心引出(一般采用铺shape)。
(2)布线到板边的距离不小于20MIL。
布线区域内缩设置示意图
注:上图中,红色为板外框OUTLINE,绿色为整板布线区域route keepin(route keepin区域相对于OUTLINE内缩20mil以上)。
说明:此板边还包括开窗、铣槽、阶梯、铣薄区域等通过铣刀进行加工的图形边沿。
(3)金属外壳器件下,不允许有其它网络过孔,表层布线(常见金属壳体有晶振,电池等)。
(4)除封装本身引起的DRC错误外,布线不得有DRC错误,包括同名网络DRC错误(兼容设计除外)。
(5)PCB设计完成后没有未连接的网络,即PCB网络与电路图网表一致。
(6)不允许出现Dangling Line。
(7)如明确不需要保留非功能焊盘,光绘文件中必须去除。
(8)建议布线到板边的距离大于2MM。
(9)建议信号线优先选择内层布线。
(10)建议高速信号区域相应的电源平面或地平面尽可能保持完整。
(11)建议布线分布均匀,大面积无布线的区域需要辅铜,但要求不影响阻抗控制。
(12)建议所有布线需倒角,倒角角度推荐135度。
(13)建议防止信号线在相邻层形成边长超过200mil的自环。
(14)建议相邻层的布线方向成正交结构。
说明:相邻层的布线避免走成同一方向,以减少层间串扰,如果不可避免,特别是信号速率较高时,应考虑用地平面隔离各布线层,用地平面隔离各信号线。
以上便是PCB设计中布线的基本概述 ,下期预告:PCB布线阻抗控制要求。请同学们持续关注【快点PCB学院】。
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