Pro dosažení dobrého návrhu desky plošných spojů jsou kromě celkového rozvržení směrování zásadní také pravidla pro šířku řádků a mezery.Je to proto, že šířka čáry a mezera určují výkon a stabilitu desky plošných spojů.Proto tento článek poskytne podrobný úvod do obecných pravidel návrhu pro šířku a rozteč čar PCB.
Je důležité si uvědomit, že výchozí nastavení softwaru by měla být správně nakonfigurována a před směrováním by měla být povolena možnost Kontrola pravidel návrhu (DRC).Pro směrování se doporučuje použít 5mil mřížku a pro stejné délky lze nastavit 1mil mřížku na základě situace.
Pravidla šířky linky PCB:
1. Směrování by mělo nejprve splňovat výrobní kapacitu továrny.Potvrďte výrobního výrobce u zákazníka a určete jeho výrobní kapacitu.Pokud zákazník neposkytne žádné specifické požadavky, podívejte se na šablony návrhu impedance pro šířku čáry.
2. Šablony impedance: Na základě požadavků zákazníka na tloušťku desky a vrstvu vyberte vhodný model impedance.Nastavte šířku čáry podle vypočítané šířky uvnitř impedančního modelu.Běžné hodnoty impedance zahrnují jednostrannou impedanci 50 Ω, diferenciální 90 Ω, 100 Ω atd. Všimněte si, zda by signál antény 50 Ω měl brát v úvahu odkaz na sousední vrstvu.Pro běžné vrstvení desek plošných spojů viz odkaz níže.
3. Jak je znázorněno na obrázku níže, šířka vedení by měla splňovat požadavky na proudovou zatížitelnost.Obecně lze na základě zkušeností a s ohledem na rozpětí směrování určit návrh šířky elektrického vedení podle následujících pokynů: Při nárůstu teploty o 10 °C s tloušťkou mědi 1 oz může šířka vedení 20 mil zvládnout přetěžovací proud 1A;pro tloušťku mědi 0,5 oz zvládne šířka vedení 40 mil přetížení proudu 1A.
4. Pro obecné účely návrhu by měla být šířka čáry přednostně řízena nad 4 mil, což může splňovat výrobní možnosti většiny výrobců PCB.U návrhů, kde není nutné řízení impedance (většinou 2vrstvé desky), může návrh šířky čáry nad 8 mil pomoci snížit výrobní náklady PCB.
5. Zvažte nastavení tloušťky mědi pro odpovídající vrstvu ve směrování.Vezměte například 2oz mědi, zkuste navrhnout šířku čáry nad 6mil.Čím silnější je měď, tím širší je šířka čáry.Požádejte o výrobní požadavky továrny pro nestandardní tloušťky mědi.
6. Pro návrhy BGA s roztečemi 0,5 mm a 0,65 mm lze v určitých oblastech použít šířku čáry 3,5 mil (lze řídit pravidly návrhu).
7. Návrhy desek HDI mohou používat šířku čáry 3 mil.U návrhů s šířkou čar pod 3mil je nutné potvrdit výrobní kapacitu továrny u zákazníka, protože někteří výrobci dokážou pouze šířky 2mil (lze řídit konstrukčními pravidly).Tenčí šířky čar zvyšují výrobní náklady a prodlužují výrobní cyklus.
8. Analogové signály (jako jsou audio a video signály) by měly být navrženy s tlustšími čarami, obvykle kolem 15 mil.Pokud je prostor omezený, měla by být šířka čáry řízena nad 8mil.
9. RF signály by měly být zpracovány se silnějšími čarami, s odkazem na sousední vrstvy a impedancí řízenou na 50Ω.RF signály by měly být zpracovány na vnějších vrstvách, vyvarovat se vnitřních vrstev a minimalizovat použití průchodů nebo změn vrstev.RF signály by měly být obklopeny zemní plochou, přičemž referenční vrstvou je přednostně měď GND.
Pravidla pro rozteč vedení PCB
1. Elektroinstalace by měla nejprve splňovat zpracovatelskou kapacitu továrny a rozteč linek by měla splňovat výrobní kapacitu továrny, obecně řízenou na 4 mil nebo více.U návrhů BGA s roztečí 0,5 mm nebo 0,65 mm lze v některých oblastech použít rozteč čar 3,5 mil.HDI návrhy si mohou zvolit řádkování 3 mil.Návrhy pod 3 mil musí potvrzovat výrobní kapacitu výrobního závodu u zákazníka.Někteří výrobci mají výrobní kapacitu 2 mil. (kontrolovaná ve specifických konstrukčních oblastech).
2. Před návrhem pravidla pro řádkování zvažte požadavek návrhu na tloušťku mědi.Pro 1 unci mědi se snažte udržovat vzdálenost 4 mil nebo více a pro 2 unce mědi se snažte udržovat vzdálenost 6 mil nebo více.
3. Návrh vzdálenosti pro páry diferenciálních signálů by měl být nastaven podle požadavků na impedanci, aby byla zajištěna správná vzdálenost.
4. Kabeláž by měla být umístěna mimo rám desky a pokuste se zajistit, aby rám desky mohl mít zemnící (GND) průchody.Udržujte vzdálenost mezi signály a okraji desky nad 40 mil.
5. Signál výkonové vrstvy by měl mít vzdálenost alespoň 10 mil od vrstvy GND.Vzdálenost mezi napájecí a napájecí měděnou plochou by měla být alespoň 10 mil.U některých integrovaných obvodů (jako jsou BGA) s menšími rozestupy lze vzdálenost vhodně upravit na minimálně 6 mil (kontrolováno ve specifických oblastech návrhu).
6.Important signály, jako jsou hodiny, diferenciály a analogové signály, by měly mít vzdálenost 3x větší než je šířka (3W) nebo by měly být obklopeny zemními (GND) rovinami.Vzdálenost mezi linkami by měla být udržována na 3násobku šířky linky, aby se snížilo přeslechy.Pokud vzdálenost mezi středy dvou čar není menší než trojnásobek šířky čáry, dokáže udržet 70 % elektrického pole mezi čarami bez rušení, což je známé jako princip 3W.
7. Signály přilehlé vrstvy by se měly vyhnout paralelnímu zapojení.Směr směrování by měl tvořit ortogonální strukturu, aby se snížilo zbytečné přeslechy mezi vrstvami.
8. Při frézování na povrchové vrstvě dodržujte vzdálenost minimálně 1 mm od montážních otvorů, aby nedošlo ke zkratu nebo přetržení vedení vlivem montážního namáhání.Oblast kolem otvorů pro šrouby by měla být volná.
9. Při rozdělování silových vrstev se vyvarujte příliš fragmentovaných dělení.V jedné výkonové rovině se snažte mít více než 5 výkonových signálů, nejlépe v rámci 3 výkonových signálů, abyste zajistili proudovou zatížitelnost a předešli riziku, že signál překročí dělicí rovinu sousedních vrstev.
10. Dělení silových rovin by mělo být co nejpravidelnější, bez dlouhých nebo činkových dělení, aby se předešlo situacím, kdy jsou konce velké a střed je malý.Proudová zatížitelnost by měla být vypočtena na základě nejužší šířky napájecí měděné roviny.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
2023-9-16
Čas odeslání: 19. září 2023
