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                線路身上板布線規則圖解及PCB布線參考因素解析

                日期:2018-05-27 / 人氣: / 來源:www.gyxpcb.com

                PCBA成品中最核心的部分便是線路板,而PCB線路板最基礎的便是線路,PCBA克隆加△工及PCBA開發加工中對於PCB線路板布線的了解是必不可少的。

                PCB布線應遵循的基本規則

                一、控制走線方〗向

                輸入和輸出端的↓導線應盡量避免相鄰平行。在 PCB 布線時,相鄰層的走線方向成正交結構,避免●將不同的信號線在相鄰層走成同一方向,以減少不必要的層間竄擾。信號串擾對PCBA加工●成品的功能影響較大。當 PCB 布線受到結構限制(如〖某些背板)難以避免出現平行布線時,特別是在信號速率ω 較高時,應考』慮用地平面隔離各布線層,用地線隔離各信號線。相鄰層的走線方向示意圖】如下圖。

                相@鄰層布線方式

                二、檢查走線的開環和閉環

                在PCB布線時,為了避免布線產生的“天線效應”,減少不必要◣的幹擾輻射和接收,一般不允許出現一端浮空的布線形式,否則可◎能給PCBA加工帶來不可預知♀的結果。 

                避免天線效應

                要防止信號線在不同層間ξ 形成自環。在多層板設計中容易發■生此類問題,而自環將引起輻射幹擾。

                三、控【制走線的長度

                1. 使走線長度盡可能的短

                在 PCB 布線時,應該使走線長度盡可能的短,以減少由走線∩長度帶來的幹擾問題

                縮短布線◥長度

                2. 調整走線長度

                PCBA加工對時序有嚴格的要求,為了滿足信≡號時序的要求,對PCB上的信號走線長度進行調整已經成為PCB設計工作的一部分◤。

                走線長度的≡調整包括以下兩個方面的要求。

                 

                • a. 要求走線長度保持一致,保證信號同步到達若幹個接收器。有時在PCB上的一組信號↘線之間存在著相關性,如總線,就需要對♂其長度進行校正,因為需要信號在接收端同步。調整方法就是找出其中█最長的那根走線,然後將其他走線調整我就不信到等長。
                • b. 控制兩個器件◥之間的走線延遲為某一個特定值,如控制※器件◣》A、B之間的導線延遲為1ns,而這樣的要求往往由電路設計者提出,但由PCB工程師去實現。需要註意的是,在PCB上的信號傳播速度是與PCB的材料、走線的結構、走線的ㄨ寬度№、過孔等因素相關的。通過信號傳播速度,可以計算出所要求的走線延遲對應的走線長度▃。

                 

                走線長度的調整常采用的是蛇形〗線的方式。

                四、控制走線分支的長度

                在PCB布線時,盡量控制□ 走線分支的長度,使分支的長度盡量短,另外一般要求走線延時tdelay≤trise/20,其中trise是數字信號的〇上升時間。走線分支長度控╱制示意圖

                控制分支長度

                五、拐角設計

                在PCB布線時,走線拐彎是不可避免的,當走線出現直角拐角時,在拐角處會產生額外的寄生電容和寄生電感?走線拐彎●的拐角應避免設計成銳角和直◇角形式,以免產生不必要的輻射,影響PCBA加工成品性能。同時銳角和直角♂形式ζ 的工藝性能也不好?要求所有線與線的夾角應大於等於135°?在走線確實需要直角拐角的情況下,可以采取兩種改進方¤法:一種是將90°拐角變成兩個45°拐角;另一種是采用圓角?圓角方式是最好的@,45°拐角『可以用到10GHz頻率上?對於45°拐角走線,拐角長度最好滿足L≥3W?

                拐角布線方式

                 

                六、差分對走線

                為了避免不理想返回路徑的影響,可以采用差分對走♀線。為了獲得較好的信號完整〓性,可以選用差分對走線來實現高速信號傳輸。前面介紹的LVDS電平的傳︽輸采用的就是差分傳輸線的方式。

                1. 差分信號傳輸優∮點:

                • a. 輸出驅動總的di/dt會大幅◥降低,從而減小了軌道塌陷你要知道和潛在的電磁幹擾。
                • b. 與單端放大器相比,接收器中的差分放大器有更高的增益。
                • c. 差分信號在一對緊耦合差分對〓中傳輸時,在返回路徑中對付串擾和突變的魯棒性更好。
                • d. 因為每個信號都有自己的返回路徑,所以差分信號通過接插件或封裝時,不易受到開關噪聲的幹擾。

                2. 差分信號的缺▃點:

                • a. 如果不對差分信號進行恰當的平衡或濾波,或者存在任←何共模信號,就可能會產生EMI問題。
                • b. 與單端信號相比,傳輸差分信號需要雙倍的信號線。

                PCB上的差分對走線如◣下圖

                差分布線

                3. 設計差分對走線時,要遵循以下原則。

                • a. 保持㊣差分對的兩信號走線之間的距離S在整個走線上為常數。
                • b. 確保D>2S,以最小化兩個差分對信號之間的串擾。
                • c. 使差分》對的兩信號走線之間的距離S滿足S=3H,以便使元件的反╲射阻抗最小化。
                • d. 將兩差分信號線的長度保持相等,以消除信號的相位差。
                • e. 避免在差分對上使用多個過孔,因為過孔會產生阻抗不匹配∏和電感。

                七、控制PCB導線的阻抗和走線終端匹配

                在高速數字電№路PCBA加工〒和射頻電路PCBA加工中,對PCB導線的阻抗是有要求的,需要控制PCB導線的阻抗。在PCB布線時,同一網№絡的線寬應保持一致。由於線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻,對高速數字電路傳輸的信⊙號會產生反射,故在設計中應該盡量避免出↙現這種情況。在某些條件下,如接插件引出╱線、BGA封裝卐的引出線等類似的結構時,如果無法避免線寬的變化,應該盡量控制和減少中間不一致部分的有效長度。

                在高速數字電阳正天突然朝跟何林传音提醒道路中,當PCB布線的延遲時間大於信號上升時間(或下降』時間)的1/4時,該布線即可以看成「傳輸線。為了保證信號的輸入和輸出阻抗與傳輸線的阻抗正確匹配,可以采用多種形式的終端匹↑配方法,所選擇的匹配方法與網絡的連接方式和布線的拓撲結構有關。

                八、設計接★地保護走線

                在模都给我杀了他擬電路的PCB設計中,保護走線被廣泛地使用,例如,在一個沒有完整的地平面的兩層板中,如果在一個敏感的音頻輸∏入電路的走線兩邊並行走一對接地的走線,串擾可以減少一個數量級。

                在〓數字電路中,可以采用一個完整的接地平面取代接地保◢護走線,接地保護走線在很多地方比完整的接地平Ψ 面更有優勢。

                接地保護走線實例

                根據經驗,在兩條微帶線之間插入兩端接地的第三條線,兩條微帶之間◤的耦合則會減半。如果第三條↑線通過很多通孔連接到接地平面,則它們的耦合將進一步減小。如果有不止一個地≡平面層,則要在每條保護走線的兩端接地,而不要在中間接地。

                註意:在數字電路中,如⊙果兩條走線之間的距離(間距)足夠並允許引入一條保護走線,那麽兩條走線相互之間的耦合通常已經很低了,也♂就沒有必要設置一條接地保護走線了。

                九、防止走線諧振

                在PCB布線時,布線長度不得與其波長▲成整數倍關系,以免產生諧振現象∞。

                布線防止諧振

                十、布①線的一些工藝要求

                1.布線範圍

                布線範圍尺寸要求如∏表,包括內外層線路及↑銅箔到板邊、非金屬●化孔壁的尺寸。

                板外形要素 內層線路及銅箔 外層線路及銅箔
                距邊最小♀尺寸 一般邊

                ≥0.5(20)

                ≥0.5(20)

                導槽邊

                ≥1(40)

                導軌深+2
                拼板分離邊 V槽中心 ≥1(40) ≥1(40)
                郵票孔邊 ≥0.5(20) ≥0.5(20)

                距非金屬化孔壁

                最小尺寸

                一般孔 0.5(20)(隔離圈) 0.3(12)封孔圈
                單板起拔扳手軸孔 2(80) 扳手活⌒動區不能布線

                2. 布線的線寬和線距

                在PCBA組裝加工密度許可的情況下,應盡量選用較低密◇度布線設計,以提高無缺陷」和可靠性的制造能力。目前一般廠家加工能力為:最小線寬為0.127mm(5mil),最小線距為0.127mm(5mil)。常用的布線密度設計參考如表。

                名稱 12/10 8/8 6/6 5/5
                線寬 0.3(12) 0.2(8) 0.15(6) 0.127(5)
                線距 0.25(10)
                線焊盤距
                焊盤間距

                3. 導線與片式元器件焊盤的連接

                連接導線與片式元器件ξ 時,原則上可以在任意點連接∑ 。但對采用再流焊進行焊接的片式元器件,最好按〖以下原則設計。

                a. 對於采用兩個焊盤安裝的元器件,如電阻、電容,與其焊盤√連接的印制導線最好從焊盤中心位置對稱引出,且與焊盤連接的印制導線必須具有一樣寬度。對線㊣ 寬小於0.3mm(12mil)的引出線可以不考慮此條規定。

                b. 與較寬印制線連接的焊¤盤,中間最好通過一段窄的印制導線過渡,這一段窄的印制導線通常被稱為“隔熱路徑”,否則,對於2125(英制即0805)及其以下片式類SMD,焊接時極易出現“立片”缺陷。具體要求如圖●。

                焊盤導線︼布線

                4. 導線與SOIC,PLCC,QFP,SOT等器件的焊〖盤連接

                連接線路與SOIC,PLCC,QFP,SOT等器件的焊⌒盤時,一般建議將導線從焊盤兩端引☆出,如圖。

                布線說明

                5. 線寬與電流々的關系

                當信號平均電流比較大時,需要考慮線寬與電流的關系,具體參數可以參考下∞表。在PCB設計加工中常用oz(盎司)作為銅箔的Ψ 厚度單位。1oz銅厚定義為一平方ω英寸面積內銅箔的重量為一盎,對應的物理厚度為35μm。當銅箔作為導線並通過較大電流時,銅箔寬度與載流量☉的關系應參考表中的數據降額50%去使用。

                導線▃載流表

                PCB布線時應考慮的因素

                一、焊盤大小

                焊盤中心孔要比元件引線直徑稍大一些。焊盤太大易♂形成虛焊。焊盤外徑D一般◥不小於(d+1.2mm),其中d為引線孔徑。對高密度的數字電地步路,焊盤最小直徑可【取(d+1.0mm)。

                二、印刷電路板電路的抗幹擾措施

                1. 電源線設計

                盡量※加粗電源線寬度,減少環路電阻。同時,使電源線、地線的走向和數據傳遞的方向一致,這樣有助於增強抗噪聲能力。

                2. 地線設計

                數字地與模擬地分開。低頻電▓路的地應盡量采用單點並聯接地,實際布線有困難時可部分串聯後再並聯接地。高頻電路宜采用多點串聯剑芒却已经在他背后闪烁而起接地,地線應短而※粗,高頻元件周圍盡量用柵格狀的大面積銅箔。

                接地】線應盡量加粗。若接地線用很細的線條,則接地電位隨電流的變化∩而變化,使抗噪聲性能降低。因此應將接启蒙书网地線加粗,使它能Ψ 通過三倍於印制板上的允許電流。如有可能,接地線應在2~3mm以上。

                只由數字電路組成的」印制板,其接地電路構成閉環能提高抗噪聲能力。

                三、去耦電容配置

                1. 電源輸入端跨接10~100μF的電解電容器。如有可能,接100μF以上的更★好。
                2. 原則上每個集成電路芯片都應布置一個0.01pF的瓷片︽電容,如遇印制板空隙不夠,可每4~8個芯片布置一個1~10pF的鉭電容。
                3. 對於抗噪能力弱、關斷時電源變化大█的元件,如RAM、ROM存儲元件,應在芯片的電ζ源線和地線之間接入去耦電容。
                4. 電容引線不能太長,尤其哈哈是高頻旁路電容不能有引線。
                5. 在印ω 制板中如有接觸器、繼電器、按鈕等元件,操作∩它們時會產生較大火花放電,必須采用RC電路來吸□收放電電流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~47μF。
                6. CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應,因此在使用時對不使用的端口要接地或接ζ 正電源。

                四、各元件之間的接線

                1. 印刷電路中不允許有交◣叉電路,對◎於可能交叉的線條,可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解決。
                2. 同一級電路的接地點應盡量靠近,並且□ 本級電路的電源濾波電容也應接』在該級接地點上。
                3. 總地線必須嚴格按“高頻—中頻—低頻”逐級按“弱電到強起码有上百 人没有出现電”的順序排列︾原則,不可○隨便翻來覆去亂接。
                4. 在使用IC座的場合下,一定要特別ζ註意◣IC座上定位槽放置的方位是否正確,並註意各個IC腳位置是否正確。

                文章摘自:http://www.pcbhf.com/pcbchaoban/pcbsheji/274.html

                【格亞信電子】是專業從事電子產▓品設計、電子方案∴開發、電子產品PCBA加工的深圳電子方々案公司,主要設計電子產品包括工控、汽車、電源、通信、安防、醫療電子產品¤開發。

                公司核心業務是提供三叉戟直接朝呼啸而去以工控電子、汽車電子、醫療電子、安防電子、消費電子、通訊電子、電源電子等多領域的電「子產品設計、方案開發及加工生產的一站式PCBA服務,為滿随后把死神之左眼丢了出去足不同客戶需求可提供中小批量PCBA加工。

                公司產品涵█蓋工業生產設備控制設備電子開發、汽車MCU電子控制系統『方案設計、伺服控制板PCBA加工、數控機床主板PCBA加工,智能家居電子研發、3D打印機控制板PCBA加工▆等領域。業務流程包括電子方∞案開發設計、PCB生產、元器⌒ 件采購、SMT貼片加工、樣ㄨ機制作調試、PCBA中小批量加工生產、後期質保維護一站式PCBA加工服務。

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                作者:電子產所以品設計


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