第5讲PCB走线.ppt

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1、PCB走线要点本章要点 PCB布线层的设置 PCB布线的线宽与间距 PCB布线与焊盘连接 PCB布线的一般原则PCB布线层的设置 在高速数字电路设计中，电源与地层应尽量靠在一起，中间不安排布线。所有布线层都尽量靠近一平面层，优选地平面为走线隔离层。为了减少层间信号的电磁干扰，相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。可以根据需要设计1-2个阻抗控制层，如果需要更多的阻抗控制层需要与PCB产家协商。阻抗控制层要按要求标注清楚。将单板上有阻抗控制要求的网络布线分布在阻抗控制层上。PCB布线的线宽与间距线宽和线间距的设置线宽和线间距的设置要考虑的因素 A.单板的密度。板的密度越高，倾向于使用更细的线宽和更

2、窄的间隙。B.信号的电流强度。当信号的平均电流较大时，应考虑布线宽度所能承载的的电流，线宽可参考以下数据：铜皮厚度35um铜皮t=10 铜皮厚度50um铜皮t=10 铜皮厚度70um铜皮t=10 PCB布线的线宽与间距在PCB设计加工中，常用OZ（盎司）作为铜皮厚度的单位，1 OZ铜厚的定义为1 平方英尺面积内铜箔的重量为一盎，对应的物理厚度为35um；2OZ铜厚为70um据PCB供应商介绍，一般PCBPCB不做特殊说明通常采用半盎司即0.5oz(约18m)用铜皮作导线通过大电流时，铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。PCB布线的线宽 尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源

3、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽线宽 它们的关系是：地线电源线信号线它们的关系是：地线电源线信号线 通常信号线宽为：通常信号线宽为：0.20.20.3mm,0.3mm,最经细宽度可最经细宽度可达达0.050.050.07mm,0.07mm,电源线为电源线为1.21.22.5 mm 2.5 mm PCB布线的线宽与间距可靠性要求高时，倾向于使用较宽的布线和较大的间距。并行总线接口信号走线线宽10mil(一般为12-15mil)，如/HCS、/HRD、/HWT、/RESET。模拟信号走线线宽10mil(一般为12-15mil)，如MICM、MICV、SPKV、VC、VREF、TXA1、

4、TXA2、RXA、TELIN、TELOUT。所有其它信号走线尽量宽，线宽5mil(一般为 10mil)，元器件间走线尽量短(放置器件时应预先考虑)。旁路电容到相应IC的走线线宽25mil，并尽量避免使用过孔。常用布线密度设计参考表 mm（mil）PCB走线距板边距离 V-CUT 边大于0.75mm，铣槽边大于0.3mm。为了保证 PCB 加工时不出现露铜的缺陷，要求所有的走线及铜箔距离板边：VCUT 边大于0.75mm，铣槽边大于0.3mm（铜箔离板边的距离还应满足安装要求）。考虑到PCB加工时钻孔的误差，所有走线距非安装孔都有最小距离要求。1）孔径80mil(2mm)，走线距孔边缘8mil；

5、2）80mil(2mm)孔径120mil(3mm)，走线距孔边缘12mil；3）孔径120mil(3mm)，走线距孔边缘16milPCB布线一般原则金属外壳器件下不可有过孔和表层走线；满足各类螺丝孔的禁布区要求；PCB布线一般原则 布线优先次序 关键信号线优先：电源、摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线 密度优先原则：从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。从单板上连线最密集的区域开始布线。PCB布线与焊盘连接表面线路与表面线路与ChipChip元器件的连接元器件的连接SMT焊盘引出的走线，线路与Chip 元件连接时，原则上可以在任意点连接。尽量垂直引出，避免斜向拉线对于两

6、个焊盘安装的元件，如电阻、电容，与其焊盘连接的印制线最好从焊盘中心位置等线宽出线。对线宽12 mil 的引出线可以不考虑此条规定，线宽宽度最大不超过焊盘边长较小值。合理合理不合理不合理 与较宽印制线连接的焊盘中间最好通过一段窄的印制线过渡，这一段窄的印制线通常被称为“隔热路径”，否则，对2125(英制即0805)及其以下CHIP类SMD，焊接时极易出现“立片”缺陷。PCB布线与焊盘连接0.5mmPCB布线与焊盘连接表面线路与SOIC、PLCC、QFP、SOT等器件的焊盘连接线路与SOIC、PLCC、QFP、SOT等器件的焊盘连接时，一般建议从焊盘两端或中心位置引出；不正确连接正确连接当从引脚宽

7、度比走线细的SMT焊盘引线时，走线不能从焊盘上覆盖，应从焊盘末端引线，线宽宽度最大不超过焊盘边长较小值；当密间距的SMT焊盘引线需要互连时，应在焊盘外部进行连接，不允许在焊盘中间直接连接。PCB布线与焊盘连接对于插件式的元器件，为避免焊接时出现铜箔断裂现象，单面板的连接处应用铜箔完全包覆；双面板最小要求应补泪滴，如图：元器件出线必须从焊盘端面中心位置引出。合理合理不合理不合理PCB焊盘与大面积覆铜连接大面积电源区和接地区的元件连接焊盘，应设计成十字花焊盘十字花焊盘，称之为热隔离（，称之为热隔离（heatshieldheatshield）俗称热焊盘（）俗称热焊盘（ThermalThermal），

8、），以免大面积铜箔传热过快，影响元件的焊接质量，或造成虚焊；对于有电流要求的特殊情况允许使用阻焊膜限定的焊盘。PCB布线一般原则 走线角度 走线不可以出现任意角度线,我们以45和135为标准 同一网络的两根线交叉时,不要交叉成直角和锐角,可以用45或135线过渡 当一个线和直线交叉,切忌也不要走锐角,可以走直角走线长度控制规则 即短线规则，在设计时应该尽量让布线长度尽量短，以减少由于走线过长带来的干扰问题，特别是一些重要信号线，如时钟线，务必将其振荡器放在离器件很近的地方。对驱动多个器件的情况，应根据具体情况决定采用何种网络拓扑结构。倒角规则 PCB设计中应避免产生锐角和直角，产生不必要的辐射

9、，同时工艺性能也不好。走线的开环检查规则 一般不允许出现一端浮空的布线（Dangling Line),主要是为了避免产生天线效应，减少不必要的干扰辐射和接受，否则可能带来不可预知的结果。地线回路规则环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。针对这一规则，在地平面分割时，要考虑到地平面与重要信号走线的分布，防止由于地平面开槽等带来的问题；在双层板设计中，在为电源留下足够空间的情况下，应该将留下的部分用参考地填充，且增加一些必要的孔，将双面地信号有效连接起来，对一些关键信号尽量采用地线隔离，对一些频率较高的设计，需特别考虑其地平面信号回

10、路问题，建议采用多层板为宜。窜扰控制 串扰（CrossTalk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰，主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服串扰的主要措施是：加大平行布线的间距，遵循3W规则。在平行线间插入接地的隔离线。减小布线层与地平面的距离。3W规则 为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持70%的电场不互相干扰，称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W的间距。20H规则 由于电源层与地层之间的电场是变化的，在板的边缘会向外辐射电磁干扰。称为边沿效应。解决的办法是将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传导

11、。以一个H（电源和地之间的介质厚度）为单位，若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内；内缩100H则可以将98%的电场限制在内。孤立铜区控制规则 孤立铜区的出现，将带来一些不可预知的问题，因此将孤立铜区与别的信号相接，有助于改善信号质量，通常是将孤立铜区接地或删除。在实际的制作中，PCB厂家将一些板的空置部分增加了一些铜箔，这主要是为了方便印制板加工，同时对防止印制板翘曲也有一定的作用。走线的分枝长度控制规则 尽量控制分枝的长度，一般的要求是Tdelay=Trise/20。走线的谐振规则 主要针对高频信号设计而言，即布线长度不得与其波长成整数倍关系，以免产生谐振现象。器件去藕规则A.

12、在印制版上增加必要的去藕电容，滤除电源上的干扰信号，使电源信号稳定。在多层板中，对去藕电容的位置一般要求不太高，但对双层板，去藕电容的布局及电源的布线方式将直接影响到整个系统的稳定性，有时甚至关系到设计的成败。B.在双层板设计中，一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用，同时还要充分考虑到由于器件产生的电源噪声对下游的器件的影响，一般来说，采用总线结构设计比较好，在设计时，还要考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造成的影响，必要时增加一些电源滤波环路，避免产生电位差。C.在高速电路设计中，能否正确地使用去藕电容，关系到整个板的稳定性。屏蔽保护 对应地线回路规则，实际上也是为了尽量减

13、小信号的回路面积，多见于一些比较重要的信号，如时钟信号，同步信号；对一些特别重要，频率特别高的信号，应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计，即将所布的线上下左右用地线隔离，而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。走线的方向控制规则 即相邻层的走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰；当由于板结构限制（如某些背板）难以避免出现该情况，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。阻抗匹配检查规则 同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量避免这种情况。在某些条件下，如接插件引出线，BGA封装的引出线类似的结构时，可能无法避免线宽的变化，应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。走线闭环检查规则 防止信号线在不同层间形成自环。在多层板设计中容易发生此类问题，自环将引起辐射干扰。