想要做好PCB設(shè)計(jì),除了整體的布線布局外,線寬線距的規(guī)則也非常重要,因?yàn)榫€寬線距決定著電路板的性能和穩(wěn)定性。所以本篇以RK3588為例,詳細(xì)為大家介紹一下PCB線寬線距的通用設(shè)計(jì)規(guī)則。
要注意的是,布線之前須把軟件默認(rèn)設(shè)置選項(xiàng)設(shè)置好,并打開DRC檢測開關(guān)。布線建議打開5mil格點(diǎn),等長時(shí)可根據(jù)情況設(shè)置1mil格點(diǎn)。
一、PCB布線線寬
1、布線首先應(yīng)滿足工廠加工能力,首先向客戶確認(rèn)生產(chǎn)廠家,確認(rèn)其生產(chǎn)能力,如下圖所示,如客戶無要求,線寬參考阻抗設(shè)計(jì)模板。
2、阻抗模板,根據(jù)客戶提供的板厚及層數(shù)要求,選擇合適阻抗模型,布線線寬按阻抗模型內(nèi)計(jì)算的寬度進(jìn)行設(shè)置,常見阻抗為單端50Ω,差分90Ω、100Ω等,注意天線50R信號是否應(yīng)該考慮隔層參考,常見PCB的層疊見下圖。
3、如下圖所示,布線線寬需要滿足載流能力。一般情況下,可以基于經(jīng)驗(yàn)、考慮布線余量,可以按照:溫升在10°C,對于銅厚1OZ,20MIL線寬過載電流1A;銅厚0.5OZ,40MIL線寬過載電流1A來進(jìn)行電源線寬設(shè)計(jì)。
4、常規(guī)設(shè)計(jì)線寬應(yīng)盡量控制在4MIL以上,此線寬能滿足大部分PCB生產(chǎn)廠家加工能力。對于部分不需要控制阻抗的設(shè)計(jì)(大部分為2層板設(shè)計(jì)),保證線寬在8mil以上,減少PCB的生產(chǎn)加工成本。
5、布線應(yīng)考慮所在層銅厚設(shè)置,如2OZ盡量設(shè)計(jì)在6mil以上,銅厚越厚,線寬越寬,對不常見銅厚設(shè)計(jì),可咨詢生產(chǎn)廠家的加工要求。
6、0.5mm、0.65mm間距BGA設(shè)計(jì)可在部分區(qū)域使用3.5mil線寬設(shè)計(jì)(可設(shè)計(jì)區(qū)域規(guī)則管控)。
7、HDI板設(shè)計(jì)可選擇3mil線寬設(shè)計(jì),低于3mil設(shè)計(jì)必須向客戶確認(rèn)加工工廠的生產(chǎn)能力,部分廠家生產(chǎn)能力為2mil。線寬越細(xì),加工成本增加,加工周期延長。
8、模擬信號(如音視頻信號)須加粗處理,一般處理為15mil線寬,如空間限制,應(yīng)控制在8mil以上線寬。
9、射頻信號應(yīng)加粗處理,隔層參考,阻抗控制50。射頻信號應(yīng)處理在表層,避免處理到內(nèi)層,盡量避免打孔換層處理。射頻信號須包地處理,參考層盡量參考GND銅皮。
二、PCB布線線距
1、布線首先應(yīng)滿足工廠加工能力,線距應(yīng)滿足工廠生產(chǎn)能力,一般控制在4mil以上;0.5mm、0.65mm間距BGA設(shè)計(jì)可在部分區(qū)域使用3.5mil線距設(shè)計(jì),HDI可選擇3mil線距設(shè)計(jì),低于3mil設(shè)計(jì)必須向客戶確認(rèn)加工工廠的生產(chǎn)能力,部分廠家生產(chǎn)能力為2mil(可設(shè)計(jì)區(qū)域規(guī)則管控)。
2、線距規(guī)則設(shè)計(jì)之前須考慮設(shè)計(jì)的銅厚要求,1OZ盡量保持4mil以上距離,2OZ盡量保持6mil以上距離。
3、差分信號的對內(nèi)距離,應(yīng)該按照阻抗的要求,合理設(shè)置相應(yīng)距離。
4、布線應(yīng)遠(yuǎn)離板框位置,盡量保持板框位置能包地打GND孔,保持信號離板邊40mil以上距離。
5、電源層信號比GND層內(nèi)縮10mil以上距離。電源與電源銅皮寬度應(yīng)保持10mil以上距離,部分IC(如BGA)因間距較小,可適當(dāng)調(diào)整其距離,設(shè)置到6mil以上(可設(shè)計(jì)區(qū)域規(guī)則管控)。
6、重要信號,如時(shí)鐘、差分、模擬信號等,須滿足3W距離或者包地處理。線與線之間的距離保持3倍線寬。是為了減少線間串?dāng)_,應(yīng)保證線間距足夠大,如果線中心距不少于3倍線寬時(shí),則可保持70%的線間電場不互相干擾,稱為3W規(guī)則,如下圖所示。
7、相鄰層信號避免平行布線,走線方向成正交結(jié)構(gòu),以減少不必要的層間竄擾,如下圖為垂直與平行走線。
8、布線在表層時(shí),應(yīng)遠(yuǎn)離定位孔,距離保持在1mm以上,以防安裝時(shí)出現(xiàn)短路或者安裝應(yīng)力產(chǎn)生的線路撕裂導(dǎo)致開路,如下圖為螺絲孔的避空區(qū)域。
9、電源層平面分割應(yīng)注意一個(gè)電源平面不要分割的太碎,一個(gè)電源平面內(nèi)處理的電源盡量不要超過5個(gè)電源信號,最好控制在3個(gè)電源信號以內(nèi),以保證載流能力及規(guī)避相鄰層信號跨分割風(fēng)險(xiǎn),如下圖所示。
10、電源平面分割要盡量保持規(guī)則,不允許有細(xì)長條及啞鈴形分割,避免出現(xiàn)兩頭大中間小的情況,并根據(jù)電源銅皮最窄處寬度計(jì)算其載流能,如下圖為電源平面的啞鈴形分割。
三、智能檢測PCB線寬線距
設(shè)計(jì)完P(guān)CB后,一定要做分析檢查,才能讓生產(chǎn)更順利,布局布線的分析點(diǎn)很多,這里推薦一款可以一鍵智能檢測PCB最小線寬線距的工具:華秋DFM軟件,只需上傳PCB/Gerber文件后,點(diǎn)擊一鍵DFM分析,即可根據(jù)生產(chǎn)的工藝參數(shù)對設(shè)計(jì)的PCB板進(jìn)行可制造性分析。
華秋DFM軟件是國內(nèi)首款免費(fèi)PCB可制造性和裝配分析軟件,擁有300萬+元件庫,可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能,開發(fā)了19大項(xiàng),52細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則,PCBA組裝的分析功能,開發(fā)了10大項(xiàng),234細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則。
基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題,能幫助設(shè)計(jì)工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題,且能夠滿足工程師需要的多種場景,將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低,減少成本。
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