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布線的設計技巧

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2012-2-20

  在PCB 設計中,布線是完成產(chan) 品設計的重要步驟,可以說前麵的準備工作都是為(wei) 它而做的,在整個(ge) PCB 中,以布線的設計過程限定最高,技巧最細、工作量最大。PCB 布線有單麵布線、雙麵布線及多層布線。布線的方式也有兩(liang) 種:自動布線及交互式布線,在自動布線之前,可以用交互式預先對要求比較嚴(yan) 格的線進行布線,輸入端與(yu) 輸出端的邊線應避免相鄰平行,以免產(chan) 生反射幹擾。必要時應加地線隔離,兩(liang) 相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產(chan) 生寄生耦合。自動布線的布通率,依賴於(yu) 良好的布局,布線規則可以預先設定,包括走線的彎曲次數、導通孔的數目、步進的數目等。一般先進行探索式布經線,快速地把短線連通,然後進行迷宮式布線,先把要布的連線進行全局的布線路徑優(you) 化,它可以根據需要斷開已布的線。並試著重新再布線,以改進總體(ti) 效果。對目前高密度的PCB 設計已感覺到貫通孔不太適應了,它浪費了許多寶貴的布線通道,為(wei) 解決(jue) 這一矛盾,出現了盲孔和埋孔技術,它不僅(jin) 完成了導通孔的作用,還省出許多布線通道使布線過程完成得更加方便,更加流暢,更為(wei) 完善,PCB 板的設計過程是一個(ge) 複雜而又簡單的過程,要想很好地掌握它,還需廣大電子工程設計人員去自已體(ti) 會(hui) ,才能得到其中的真諦。

  1、電源、地線的處理

  既使在整個(ge) PCB 板中的布線完成得都很好,但由於(yu) 電源、地線的考慮不周到而引起的幹擾,會(hui) 使產(chan) 品的性能下降,有時甚至影響到產(chan) 品的成功率。所以對電、地線的布線要認真對待,把電、地線所產(chan) 生的噪音幹擾降到最低限度,以保證產(chan) 品的質量。對每個(ge) 從(cong) 事電子產(chan) 品設計的工程人員來說都明白地線與(yu) 電源線之間噪音所產(chan) 生的原因,現隻對降低式抑製噪音作以表述:眾(zhong) 所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們(men) 的關(guan) 係是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為(wei) :0.2~0.3mm,最經細寬度可達0.05~0.07mm,電源線為(wei) 1.2~2.5 mm,對數字電路的PCB 可用寬的地導線組成一個(ge) 回路, 即構成一個(ge) 地網來使用(模擬電路的地不能這樣使用)用大麵積銅層作地線用,在印製板上把沒被用上的地方都與(yu) 地相連接作為(wei) 地線用。是做成多層板,電源,地線各占用一層。

  2、數字電路與(yu) 模擬電路的共地處理

  現在有許多PCB 不再是單一功能電路(數字或模擬電路),而是由數字電路和模擬電路混合構成的。因此在布線時就需要考慮它們(men) 之間互相幹擾問題,特別是地線上的噪音幹擾。數字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對信號線來說,高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件,對地線來說,整人PCB 對外界隻有一個(ge) 結點,所以必須在PCB 內(nei) 部進行處理數、模共地的問題,而在板內(nei) 部數字地和模擬地實際上是分開的它們(men) 之間互不相連,隻是在PCB 與(yu) 外界連接的接口處(如插頭等)。數字地與(yu) 模擬地有一點短接,請注意,隻有一個(ge) 連接點。也有在PCB 上不共地的,這由係統設計來決(jue) 定。

  3、信號線布在電(地)層上

  在多層印製板布線時,由於(yu) 在信號線層沒有布完的線剩下已經不多,再多加層數就會(hui) 造成浪費也會(hui) 給生產(chan) 增加一定的工作量,成本也相應增加了,為(wei) 解決(jue) 這個(ge) 矛盾,可以考慮在電(地)層上進行布線。首先應考慮用電源層,其次才是地層。因為(wei) 最好是保留地層的完整性。

  4、大麵積導體(ti) 中連接腿的處理

  在大麵積的接地(電)中,常用元器件的腿與(yu) 其連接,對連接腿的處理需要進行綜合的考慮,就電氣性能而言,元件腿的焊盤與(yu) 銅麵滿接為(wei) 好,但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如:①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與(yu) 工藝需要,做成十字花焊盤,稱之為(wei) 熱隔離(heat shield)俗稱熱焊盤(Thermal),這樣,可使在焊接時因截麵過分散熱而產(chan) 生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電(地)層腿的處理相同。

  5、布線中網絡係統的作用

  在許多CAD 係統中,布線是依據網絡係統決(jue) 定的。網格過密,通路雖然有所增加,但步進太小,圖場的數據量過大,這必然對設備的存貯空間有更高的要求,同時也對象計算機類電子產(chan) 品的運算速度有極大的影響。而有些通路是無效的,如被元件腿的焊盤占用的或被安裝孔、定們(men) 孔所占用的等。網格過疏,通路太少對布通率的影響極大。所以要有一個(ge) 疏密合理的網格係統來支持布線的進行。標準元器件兩(liang) 腿之間的距離為(wei) 0.1 英寸(2.54mm),所以網格係統的基礎一般就定為(wei) 0.1 英寸(2.54 mm)或小於(yu) 0.1 英寸的整倍數,如:0.05 英寸、0.025 英寸、0.02英寸等。

  6、設計規則檢查(DRC)

  布線設計完成後,需認真檢查布線設計是否符合設計者所製定的規則,同時也需確認所製定的規則是否符合印製板生產(chan) 工藝的需求,一般檢查有如下幾個(ge) 方麵:

  A、線與(yu) 線,線與(yu) 元件焊盤,線與(yu) 貫通孔,元件焊盤與(yu) 貫通孔,貫通孔與(yu) 貫通孔之間的距離是否合理,是否滿足生產(chan) 要求。

  B、電源線和地線的寬度是否合適,電源與(yu) 地線之間是否緊耦合(低的波阻抗)在PCB 中是否還有能讓地線加寬的地方。

  C、對於(yu) 關(guan) 鍵的信號線是否采取了最佳措施,如長度最短,加保護線,輸入線及輸出線被明顯地分開。

  D、模擬電路和數字電路部分,是否有各自獨立的地線。

  E、後加在PCB 中的圖形是否會(hui) 造成信號短路。

  F、對一些不理想的線形進行修改。

  G、在PCB 上是否加有工藝線?阻焊是否符合生產(chan) 工藝的要求,阻焊尺寸是

  否合適,字符標誌是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質量。

  H、多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。

Tags:布線的設計,PCB  
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