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文檔簡介
1、考慮EMI之layout一、走線二、VCC&GND切割三、EMI相關(guān)元件擺放四、接地五、多層板問題一、走線1、走線(高速線處理)A、高速線(CLK,)避免跨切割,避免走在板邊緣(50 mils)和切割線附近,避免走在Slot下方和Via密集處,盡量少換層(優(yōu)先級從高到低),保證高速線參考面完整。B、CLK繞等長最佳方式,平行線間距量大(至少大于3倍線寬),耦合長度盡量小。(如下圖)且不規(guī)則繞線或螺旋繞線優(yōu)于規(guī)則蛇型繞線。盡量避免在IC,Slot下方,IO附近繞線,最好參考面完整處繞線。 2、走線(差分線處理)A、差分走線的回返電流同樣會走在參考面,而且大部分在參考面。同樣要盡量避免跨切
2、割問題,如下圖:B、差分走線的匹配更重要的是線長的匹配,影響要大于間距不等。 a.單路信號電磁場分布 b.差分走線電磁場分布3、走線(隔離)A、CLK與IO(30 mils),Power traceshape(20 mils)其它有需要外接cable的信號線(30 mils)有間距要求。B、不相干走線(多數(shù)指Power trace)盡量遠(yuǎn)離CLK區(qū)域和I/O域,避免被CLK區(qū)域干擾和干擾I/O區(qū)域。C、AGND與GND區(qū)域走線要嚴(yán)格區(qū)分,盡量避免有互越現(xiàn)象。D、伴地線對于EMI可有可無,要保證與其他信號線有足夠間距即可滿足EM
3、I要求(20-30 mils)。但考慮到信號品質(zhì)要有伴地線,則要打足夠的下地Via,間距在800 mils以內(nèi)。二、VCC&GND切割1、切割(IO)B、Front USB,1394,COM,GAME,Panel處是否切割?視實際情況,若切割會造成很多跨切割,或者使VCC,GND層變的很零碎,則不切割。優(yōu)點:可以保證VCC,GND的完整性,有低的阻抗。2、切割(CLK)A、一般情況,VCC層切割成CLK-VCC,GND層切割留缺口,或者VCC層切割成GND,GND層不切割。視實際情況,VCC與GND也可以不切割。如許多CLK可在Top層一次走完不需換層,則VCC層也可不切割。優(yōu)點:保證
4、VCC,GND的完整性,減少CLK多次換層。3、切割(Audio區(qū)域)A、AGND與GND區(qū)域的切割線同樣參照零件擺放,要求零件擺放時要區(qū)分,擺在各自區(qū)域,同時有AGND和GND成分的零件擺放在切割線上,便于切割。(IO區(qū)情況類似)B、VCC與GND切割同樣精良保持一致,避免有走線互越情況,影響同樣有:走線互越>切割不一致.三、EMI相關(guān)元件擺放1、高速IC及decoupling電容A、高速的IC避免放在邊或近IO區(qū).B、Decoupling電容多為于大型高速IC附近,如南北橋,主要作用:充放電穩(wěn)壓和濾波.所以要盡量靠近接電源pin腳.C、另一種decoupling電容即EMI經(jīng)常預(yù)留的
5、電容,位置多位于CLK換層處附近(保證CLK回返電流完整),高速IC附近(濾波,防止IC雜訊對周圍影響)或靠近IO電源處(減小此電源對IO的影響).2、bypass電容A、Bypass電容擺放位置應(yīng)位于最近IO connector處,正確連接方式如下,直接經(jīng)過電容Pin腳再到Connector,不能有分支(基于減小高頻下導(dǎo)線電感效應(yīng)的考慮).CLK的RC電路中的電容有同樣連結(jié)要求(RC要放于CLK源端).四、接地A、Top和Bottom走線層不要隨意鋪GND shape,如果有則要足夠的GND Via(接地不良容易產(chǎn)生天線效應(yīng))。B、IO區(qū)要有足夠的GND Via貫通各層,connector的
6、固定pin腳也要通過Via與GND相連.C、Decoupling及bypass電容的下地pin腳盡量避免兩個電容共一個GND pin,有條件的情況下一個電容通過兩個GND Via下地。五、多層板問題A、對于6層或8層板,還需要注意如下問題,比較各層間距確定走線層的主要參考面;注意相鄰走線層間的走線串?dāng)_(避免串?dāng)_方法是相鄰走線層采取交叉走線)。六、論壇一般EMI/EMC設(shè)計時需要同時考慮輻射(radiated)與傳導(dǎo)(conducted)兩個方面. 前者歸屬于頻率較高的部分(>30MHz)后者則是較低頻的部分(<30MHz). 所以不能只注意高頻而忽略低頻的部分.一個好的EMI/EM
7、C設(shè)計必須一開始布局時就要考慮到器件的位置, PCB迭層的安排, 重要聯(lián)機(jī)的走法, 器件的選擇等, 如果這些沒有事前有較佳的安排, 事后解決則會事倍功半, 增加成本. 例如時鐘產(chǎn)生器的位置盡量不要靠近對外的連接器, 高速信號盡量走內(nèi)層并注意特性阻抗匹配與參考層的連續(xù)以減少反射, 器件所推的信號之斜率(slew rate)盡量小以減低高頻成分, 選擇去耦合(decoupling/bypass)電容時注意其頻率響應(yīng)是否符合需求以降低電源層噪聲. 另外, 注意高頻信號電流之回流路徑使其回路面積盡量小(也就是回路阻抗loop impedance盡量小)以減少輻射. 還可以用分割地層的方式以控制高頻噪聲
8、的范圍. 最后, 適當(dāng)?shù)倪x擇PCB與外殼的接地點(chassis ground)。PCB LAYOUT規(guī)范總則1:應(yīng)用軟件:PORTEL98及其以上版本;2:PCB File輸出保存為3.0Binarg File(Portel98基本格式)。3:SCH File與PCB File邏輯,元件流水號,數(shù)值必須能相符,相互關(guān)聯(lián)。4:版本升級順ABC流下,PCB版本升級如改動不大,可編為X1,X2,X3等(X表示當(dāng)前主版本號),PCB改后,SCH無論是否要改,均升級到和PCB同版本號。原理圖SCH部分:1:圖紙一般使用A4型號橫向,元件多可用B型號;2
9、:元件封裝庫使用公司指定(SCH庫),新元件須自己做的,圖示須直觀明了,管腳須能和PCB對應(yīng),并存入公司指定(SCH庫)3:元件流水號不可有重復(fù),邏輯和元件數(shù)值須檢查核對正確,有誤應(yīng)找原理規(guī)劃工程師確認(rèn);4:布局左邊是輸入部分,中間是處理器,右邊是輸出部分,整體均勻。5:工程名,版本號要用一號字體放在右下腳敘述欄旁,對應(yīng)PCB的版本,有變更版次要把變更的地方記錄在圖上。敘述欄要填寫公司名,設(shè)計者名,設(shè)計日期等。6:用做BOM的原理圖要將BOM中不用的元件全部去掉,并打上BOM編號。印制線路板PCB部分:1:所用外型結(jié)構(gòu)須經(jīng)結(jié)構(gòu)工程師確認(rèn)可行方可LAYOUT,元件位置和結(jié)構(gòu)有干涉要和結(jié)構(gòu)工程師商
10、討,直至解決;1 WAFER要在CHANG CARD的范圍內(nèi);2 天線出線位置要正確;3 RF的可調(diào)電感前不能有擋住它的元件,以便調(diào)整;4 RELAY擺放在其高度的限定范圍;5 2.54MM間距WAFER應(yīng)保持與外殼相齊,3.96MM間距WAFER底部與PCB板邊齊;6 其它特別要求的結(jié)構(gòu)特別處理;2:螺絲孔,定位孔和外框結(jié)構(gòu)圖采用KEEP OUT LAYER,其余結(jié)構(gòu)圖用MECH1 LAYER。3:元件封裝庫使用PTM.lib(PCB庫),新元件須自己做的,圖示須直觀明了,和實物SIZE一樣,
11、管腳須能和SCH對應(yīng),并存入 PTM.lib;4:1雙面板安全間距至少0.254MM,信號線寬至少0.3MM,5V線寬至少0.5MM,12V線寬至少0.8MM,RELAY輸出線寬至少2.0MM以上并加SOLDER MASK LAYER; 2單面板安全間距至少0.3MM,信號線寬至少0.4MM,5V線寬至少0.5MM,12V線寬至少0.8MM,RELAY輸出線寬至少2.0MM并加SOLDER MASK LAYER;焊線的焊盤加流水口;5;除天線轉(zhuǎn)角是弧線的其它走線轉(zhuǎn)角用45度。6:WFER和其他常拔插和調(diào)整的元件
12、的焊盤走線接入要加寬或加淚滴。7:每一個網(wǎng)絡(luò),在測試面(一般是BOTTOM LAYER)保證至少一個測試點,測試點相互之間至少有2mm的中心距離,測試點的直徑至少1mm;8:敷銅的安全間距至少0.35MM,接入點優(yōu)先使用十字型,次使用全接入。9:元件流水號絲印保證整潔直觀,有歧義的須用箭頭指明所標(biāo)示的元件;PCB上須標(biāo)示產(chǎn)品名和版本號。在外框外左上角同樣標(biāo)示產(chǎn)品名和版本號。用與BOM發(fā)行的PCB要在外框外左下角標(biāo)示BOM表單號,并把不需要焊的元件在MECH3 LAYER(TOP元件)和MECH4 LAYER(BOTTOW元件)打X。10:另增SMT 零件
13、 LAYOUT注意事項A. 絲印不要打在焊盤上, 因為SMT是焊在表面, 絲印會阻擋焊錫, 造成焊接不良;B. 焊盤請用方形焊盤, 因為方形焊盤比圓形和八角形焊盤吃錫多, 焊接更牢固, 但CHIP IC的腳用長圓形, 因為IC的腳太靠近, 長圓形焊盤便于拖焊, 而不易連錫;C. SMT焊盤上請勿用VIA, 因為VIA會使錫膏在過回流焊液化時流失, 若一定要用VIA, 請扇出一段線再打VIA;D. 高于2.0mm和低于
14、0.7mm的元件如放在一起,低元件的中心點到高元件邊緣的間距在1.5mm以上,其他情況的兩個元件的邊緣間距可在0.25mm以上11:拼連板開模的注意點:A 連板分割方式:一般采用V_carve,它對PCB長寬要求都是90MM以上,如果拼板達(dá)不到或PCB外形不規(guī)則,可用郵票孔方式;B 連板數(shù):要綜合考慮分割方式,訂單數(shù)量,WAFER出口,耗材面積等以確定連板數(shù).C. 連板的角度:主要考慮WAFER出口方向是否會干涉鄰板的元件;D. 工作邊的寬度:主要考慮WAFER寬度,SMT定位方式,波峰焊的夾腳寬度等。E. 定位孔的直徑:其所在工作邊的寬度=1
15、0mm,那它=4mm,如果其所在工作邊的寬度=8mm,那它=2.5mm。如果使用夾邊定位則可沒有定位孔。F. MARK點:使用圓形銅箔,反光,直徑1.0mm,有兩個,基本分布在整塊板的對角線上,但不能對稱;PCB布局原則整體布局主要有如下的一些要求:流向原則按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的方向,輸入在左邊,輸出在右邊;或者以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進(jìn)行布局。最近相鄰原則布局的最重要的原則之一是保證布線的布通率,移動器件時要注意網(wǎng)線的連接,把有網(wǎng)線關(guān)系的器件放在一起,而且能大致達(dá)成互連最短,要注意如果兩個器件有多個網(wǎng)線
16、的連接時要通過旋轉(zhuǎn)來使網(wǎng)線的交叉最少。均布原則放置器件時要考慮以后的焊接,不要太密集,元件分布要盡可能均勻,例如大的器件再流焊時熱容量比較大,過于集中容易使局部溫度低而造成虛焊??垢蓴_原則這涉及的知識點就比較豐富了,如數(shù)字器件和模擬器件要分開,盡量遠(yuǎn)離;盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾,易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離;去耦電容盡量靠近器件的VCC,貼片器件的退耦電容最好在布在板子另一面的器件肚子位置等,這一原則涉及到的很多方面都是依靠經(jīng)驗來進(jìn)行的,讀者可以參閱后面關(guān)于可靠性設(shè)計一章。熱效應(yīng)原則1:發(fā)熱元器件應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離其它元器
17、件,一般放置在邊角,機(jī)箱內(nèi)通風(fēng)位置,發(fā)熱器件一般都要用散熱片,所以要考慮留出合適的空間安裝散熱片,此外發(fā)熱器件的發(fā)熱部位與印制電路板的距離一般不小于2mm。2:對溫度敏感的元器件要遠(yuǎn)離發(fā)熱元器件。易維修原則大型器件的四周要留出一定的維修空間(留出SMD返修設(shè)備加熱頭能夠進(jìn)行操作的尺寸),需要經(jīng)常更換的元件應(yīng)置于便于更換的位置,如保險管等。易調(diào)節(jié)原則對于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求,若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié),應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外調(diào)節(jié),其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。抵抗受力原則固定孔一般放在接線端子、插拔器件、長串端子等經(jīng)常受
18、力作用的器件中央,并留出相應(yīng)的空間;重量超過15g的元器件、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定,然后焊接。易組裝原則按照這個原則,衍生出來的要求就有很多,例如:1、在大面積PCB設(shè)計中(大約超過500cm2以上),為防止過錫爐時PCB板彎曲,應(yīng)在PCB板中間留一條5至10MM寬的空隙不放元器件(可走線),以用來在過錫爐時加上防止PCB板彎曲的壓條;2、上錫位不能有絲印油,否則容易造成虛焊或焊不上;3、布局時,DIP封裝的IC擺放的方向必須與過錫爐的方向成垂直,不可平行,如果布局上有困難,可允許水平放置IC(SMD封裝的IC擺放方向與DIP相反);4、片式元件長軸應(yīng)垂直于再流焊爐傳送帶的方向,即垂直于PCB板的
19、長邊(因為一般PCB板的長邊平行于再流焊爐傳送帶的方向;5、對于使用波峰焊工藝的元件組裝,為了避免陰影效果,同尺寸元件的端頭在平行于焊波方向排成一條直線,不同尺寸的大小元件應(yīng)交錯放置;小尺寸的元件排在大尺寸元件前(無互相遮擋原則);6、元器件的特征方向一般要求一致,例如電解電容的極性,二極管的正極,三極管的單引腳端,集成電路的第一個引腳等;7、波峰焊接面上元器件封裝必須能承受260度以上溫度并是全密封型的;8、采用A面再流焊,B面波焊混裝時,應(yīng)把大的貼裝和插裝元器件布放在A面(再流焊),適合于波峰焊的矩形、圓柱形片式元件、SOT和較小的SOP(引腳數(shù)小于28,引腳間距1MM以上)布放在B面(波
20、峰焊接面)。波峰焊接面上不能安放四邊有引腳的器件,如,QEP、PLCC等;8、留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置;9、外接的設(shè)備是否利于介入,如插件板插入設(shè)備是否方便等。安全原則例如帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方,某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路造成火災(zāi)。其它原則其它原則一般都是根據(jù)實際的需求和經(jīng)驗進(jìn)行的,例如位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm;跳線不要放在IC下面或馬達(dá)、電位器以及其它大體積金屬外殼的元件下;螺絲孔半徑5.0MM內(nèi)不能有銅箔(除要求接地外)及元件;貴重的元器件不要放在PCB的角、邊緣,
21、或靠近接插件、安裝孔、槽、拼板的切割、豁口和拐角等處,以上這些位置是印制板的高應(yīng)力區(qū),容易造成焊點和元器件的開裂或裂紋等。最后還要考慮整體的美觀性等,一個成熟的產(chǎn)品不但要注重內(nèi)在質(zhì)量,還要同時兼顧整體的美觀。PCB布線技巧對于電子產(chǎn)品來說,其設(shè)計的合理性與產(chǎn)品生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量緊密相關(guān),而對于許多剛從事電子設(shè)計的人員來說,在這方面經(jīng)驗較少,雖然已學(xué)會了印制線路板設(shè)計軟件,但設(shè)計出的印制線路板常有這樣那樣的問題. 板的布局: 印制線路板上的元器件放置的通常順序: 放置與結(jié)構(gòu)有緊密配合的固定位置的元器件,如電源插座、指示燈、開關(guān)、連接件之類,這些器件放置好后用軟件的LOC
22、K 功能將其鎖定,使之以后不會被誤移動; 放置線路上的特殊元件和大的元器件,如發(fā)熱元件、變壓器、IC 等; 放置小器件。 元器件離板邊緣的距離:可能的話所有的元器件均放置在離板的邊緣3mm以內(nèi)或至少大于板厚,這是由于在大批量生產(chǎn)的流水線插件和進(jìn)行波峰焊時,要提供給導(dǎo)軌槽使用,同時也為了防止由于外形加工引起邊緣部分的缺損,如果印制線路板上元器件過多,不得已要超出3mm范圍時,可以在板的邊緣加上3mm的輔邊,輔邊開V 形槽,在生產(chǎn)時用手掰斷即可。 高低壓之間的隔離:在許多印制線路板上同時有高壓電路和低壓電路,高壓電路部分的元器件
23、與低壓部分要分隔開放置,隔離距離與要承受的耐壓有關(guān),通常情況下在2000kV時板上要距離2mm,在此之上以比例算還要加大,例如若要承受3000V的耐壓測試,則高低壓線路之間的距離應(yīng)在3.5mm以上,許多情況下為避免爬電,還在印制線路板上的高低壓之間開槽。 印制線路板的走線: 印制導(dǎo)線的布設(shè)應(yīng)盡可能的短,在高頻回路中更應(yīng)如此;印制導(dǎo)線的拐彎應(yīng)成圓角,而直角或尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會影響電氣性能;當(dāng)兩面板布線時,兩面的導(dǎo)線宜相互垂直、斜交、或彎曲走線,避免相互平行,以減小寄生耦合;作為電路的輸入及輸出用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行,以免發(fā)生回授,在這些導(dǎo)線之間最好加
24、接地線。 印制導(dǎo)線的寬度:導(dǎo)線寬度應(yīng)以能滿足電氣性能要求而又便于生產(chǎn)為宜,它的最小值以承受的電流大小而定,但最小不宜小于0.2mm,在高密度、高精度的印制線路中,導(dǎo)線寬度和間距一般可取0.3mm;導(dǎo)線寬度在大電流情況下還要考慮其溫升,單面板實驗表明,當(dāng)銅箔厚度為50m、導(dǎo)線寬度11.5mm、通過電流2A時,溫升很小,因此,一般選用11.5mm寬度導(dǎo)線就可能滿足設(shè)計要求而不致引起溫升;印制導(dǎo)線的公共地線應(yīng)盡可能地粗,可能的話,使用大于23mm的線條,這點在帶有微處理器的電路中尤為重要,因為當(dāng)?shù)鼐€過細(xì)時,由于流過的電流的變化,地電位變動,微處理器定時信號的電平不穩(wěn),會使噪聲容限劣化;在D
25、IP封裝的IC腳間走線,可應(yīng)用1010與1212原則,即當(dāng)兩腳間通過2根線時,焊盤直徑可設(shè)為50mil、線寬與線距都為10mil,當(dāng)兩腳間只通過1根線時,焊盤直徑可設(shè)為64mil、線寬與線距都為12mil。 印制導(dǎo)線的間距:相鄰導(dǎo)線間距必須能滿足電氣安全要求,而且為了便于操作和生產(chǎn),間距也應(yīng)盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓。這個電壓一般包括工作電壓、附加波動電壓以及其它原因引起的峰值電壓。如果有關(guān)技術(shù)條件允許導(dǎo)線之間存在某種程度的金屬殘粒,則其間距就會減小。因此設(shè)計者在考慮電壓時應(yīng)把這種因素考慮進(jìn)去。在布線密度較低時,信號線的間距可適當(dāng)?shù)丶哟?,對高、低電平懸殊的信號線應(yīng)盡可能
26、地短且加大間距。 印制導(dǎo)線的屏蔽與接地:印制導(dǎo)線的公共地線,應(yīng)盡量布置在印制線路板的邊緣部分。在印制線路板上應(yīng)盡可能多地保留銅箔做地線,這樣得到的屏蔽效果,比一長條地線要好,傳輸線特性和屏蔽作用將得到改善,另外起到了減小分布電容的作用。印制導(dǎo)線的公共地線最好形成環(huán)路或網(wǎng)狀,這是因為當(dāng)在同一塊板上有許多集成電路,特別是有耗電多的元件時,由于圖形上的限制產(chǎn)生了接地電位差,從而引起噪聲容限的降低,當(dāng)做成回路時,接地電位差減小。另外,接地和電源的圖形盡可能要與數(shù)據(jù)的流動方向平行,這是抑制噪聲能力增強(qiáng)的秘訣;多層印制線路板可采取其中若干層作屏蔽層,電源層、地線層均可視為屏蔽層,一般地線層和電源
27、層設(shè)計在多層印制線路板的內(nèi)層,信號線設(shè)計在內(nèi)層和外層。 焊盤: 焊盤的直徑和內(nèi)孔尺寸:焊盤的內(nèi)孔尺寸必須從元件引線直徑和公差尺寸以及搪錫層厚度、孔徑公差、孔金屬化電鍍層厚度等方面考慮,焊盤的內(nèi)孔一般不小于0.6mm,因為小于0.6mm的孔開模沖孔時不易加工,通常情況下以金屬引腳直徑值加上0.2mm作為焊盤內(nèi)孔直徑,如電阻的金屬引腳直徑為0.5mm時,其焊盤內(nèi)孔直徑對應(yīng)為0.7mm,焊盤直徑取決于內(nèi)孔直徑,如下表: 孔直徑 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0焊
28、盤直徑 1.5 1.5 2 2.5 3.0 3.5 41當(dāng)焊盤直徑為1.5mm時,為了增加焊盤抗剝強(qiáng)度,可采用長不小于1.5mm,寬為1.5mm和長圓形焊盤,此種焊盤在集成電路引腳焊盤中最常見。 2對于超出上表范圍的焊盤直徑可用下列公式選取:直徑小于0.4mm的孔:Dd0.53直徑大于2mm的孔:Dd1.52式中:(D焊盤直徑,d內(nèi)孔直徑)有關(guān)焊盤的其它注意點: 焊盤內(nèi)孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm ,這樣可以避免加工時導(dǎo)致焊盤缺損。 焊盤的開口:有些器件是在經(jīng)過波峰焊后補(bǔ)焊的,但
29、由于經(jīng)過波峰焊后焊盤內(nèi)孔被錫封住,使器件無法插下去,解決辦法是在印制板加工時對該焊盤開一小口,這樣波峰焊時內(nèi)孔就不會被封住,而且也不會影響正常的焊接。 焊盤補(bǔ)淚滴:當(dāng)與焊盤連接的走線較細(xì)時,要將焊盤與走線之間的連接設(shè)計成水滴狀,這樣的好處是焊盤不容易起皮,而是走線與焊盤不易斷開。 相鄰的焊盤要避免成銳角或大面積的銅箔,成銳角會造成波峰焊困難,而且有橋接的危險,大面積銅箔因散熱過快會導(dǎo)致不易焊接。 大面積敷銅:印制線路板上的大面積敷銅常用于兩種作用,一種是散熱,一種用于屏蔽來減小干擾,初學(xué)者設(shè)計印制線路板時常犯的一個錯誤是大面積敷銅上沒有開窗口,而由于印制線路板板材
30、的基板與銅箔間的粘合劑在浸焊或長時間受熱時,會產(chǎn)生揮發(fā)性氣體無法排除,熱量不易散發(fā),以致產(chǎn)生銅箔膨脹,脫落現(xiàn)象。因此在使用大面積敷銅時,應(yīng)將其開窗口設(shè)計成網(wǎng)狀。 跨接線的使用:在單面的印制線路板設(shè)計中,有些線路無法連接時,常會用到跨接線,在初學(xué)者中,跨接線常是隨意的,有長有短,這會給生產(chǎn)上帶來不便。放置跨接線時,其種類越少越好,通常情況下只設(shè)6mm,8mm,10mm三種,超出此范圍的會給生產(chǎn)上帶來不便。 板材與板厚:印制線路板一般用覆箔層壓板制成,常用的是覆銅箔層壓板。板材選用時要從電氣性能、可靠性、加工工藝要求、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面考慮,常用的覆銅箔層壓板有覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板
31、、覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板、覆銅箔環(huán)氧酚醛玻璃布層壓板、覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板和多層印制線路板用環(huán)氧玻璃布等。由于環(huán)氧樹脂與銅箔有極好的粘合力,因此銅箔的附著強(qiáng)度和工作溫度較高,可以在260的熔錫中浸焊而無起泡。環(huán)氧樹脂浸漬的玻璃布層壓板受潮濕的影響較小。超高頻印制線路最優(yōu)良的材料是覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板。在有阻燃要求的電子設(shè)備上,還要使用阻燃性覆銅箔層壓板,其原理是由絕緣紙或玻璃布浸漬了不燃或難燃性的樹脂,使制得的覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板、覆銅箔環(huán)氧酚醛玻璃布層壓板,除了具有同類覆銅箔層壓板的相擬性能外,還有阻燃性。&
32、#160;印制線路板的厚度應(yīng)根據(jù)印制板的功能及所裝元件的重量、印制板插座規(guī)格、印制板的外形尺寸和所承受的機(jī)械負(fù)荷來決定。多層印制板總厚度及各層間厚度的分配應(yīng)根據(jù)電氣和結(jié)構(gòu)性能的需要以及覆箔板的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格來選取。常見的印制線路板厚度有0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等。1. 一般規(guī)則 1.1 PCB板上預(yù)劃分?jǐn)?shù)字、模擬、DAA信號布線區(qū)域。 1.2 數(shù)字、模擬元器件及相應(yīng)走線盡量分開并放置於各自的布線區(qū)域內(nèi)。 1.3 高速數(shù)字信號走線盡量短。 1.4 敏感模擬信號走線盡量短。 1.5 合理分配
33、電源和地。 1.6 DGND、AGND、實地分開。 1.7 電源及臨界信號走線使用寬線。 1.8 數(shù)字電路放置於并行總線/串行DTE接口附近,DAA電路放置於電話線接口附近。 2. 元器件放置 2.1 在系統(tǒng)電路原理圖中: a) 劃分?jǐn)?shù)字、模擬、DAA電路及其相關(guān)電路; b) 在各個電路中劃分?jǐn)?shù)字、模擬、混合數(shù)字/模擬元器件; c) 注意各IC芯片電源和信號引腳的定位。 2.2 初步劃分?jǐn)?shù)字、模擬、DAA電路在PCB
34、板上的布線區(qū)域(一般比例2/1/1),數(shù)字、模擬元器件及其相應(yīng)走線盡量遠(yuǎn)離并限定在各自的布線區(qū)域內(nèi)。 Note:當(dāng)DAA電路占較大比重時,會有較多控制/狀態(tài)信號走線穿越其布線區(qū)域,可根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)則限定做調(diào)整,如元器件間距、高壓抑制、電流限制等。 2.3 初步劃分完畢後,從Connector和Jack開始放置元器件: a) Connector和Jack周圍留出插件的位置; b) 元器件周圍留出電源和地走線的空間; c) Socket周圍留出相應(yīng)插件的位置。 2.4 首先放置混合型元器件(如
35、Modem器件、A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片等): a) 確定元器件放置方向,盡量使數(shù)字信號及模擬信號引腳朝向各自布線區(qū)域; b) 將元器件放置在數(shù)字和模擬信號布線區(qū)域的交界處。 2.5 放置所有的模擬器件: a) 放置模擬電路元器件,包括DAA電路; b) 模擬器件相互靠近且放置在PCB上包含TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信號走線的一面; c) TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信號走線周圍避免放置高噪聲元器件; d) 對於串行DTE模塊,
36、DTE EIA/TIA-232-E 系列接口信號的接收/驅(qū)動器盡量靠近Connector并遠(yuǎn)離高頻時鐘信號走線,以減少/避免每條線上增加的噪聲抑制器件,如阻流圈和電容等。 2.6 放置數(shù)字元器件及去耦電容: a) 數(shù)字元器件集中放置以減少走線長度; b) 在IC的電源/地間放置0.1uF的去耦電容,連接走線盡量短以減小EMI; c) 對并行總線模塊,元器件緊靠 Connector邊緣放置,以符合應(yīng)用總線接口標(biāo)準(zhǔn),如ISA總線走線長度限定在2.5in; d) 對串行D
37、TE模塊,接口電路靠近Connector; e) 晶振電路盡量靠近其驅(qū)動器件。 2.7 各區(qū)域的地線,通常用0 Ohm電阻或bead在一點或多點相連。 3. 信號走線 3.1 Modem信號走線中,易產(chǎn)生噪聲的信號線和易受干擾的信號線盡量遠(yuǎn)離,如無法避免時要用中性信號線隔離。 Modem易產(chǎn)生噪聲的信號引腳、中性信號引腳、易受干擾的信號引腳如下表所示: = | Noise Source | neutral | noi
38、se sensitive -+-+-+- VDD,GND, AGND | | 31,38,34,37 | -+-+-+- Crystal | 52,53 | | -+-+-+- Reset | | 35 | -+-+-+- Memory BUS| 1-6,9-10,12-13 | | | 43-50,58-68
39、0;| | -+-+-+- NVRAM | | 39,42 | -+-+-+- Telephone | | 7-8,36,51,54 | 24-25,30,32-33 -+-+-+- Audio | | | 23,26-29 -+-+-+- 串行DTE | 40-41 | 11,14-22,55-57 | =
40、;= | Noise Source | neutral | noise sensitive -+-+-+- VDD,GND, AGND | | 31,38,34,37 | -+-+-+- Crystal | 52,53 | | -+-+-+- Reset | | 35 | -+-+-+- Memory
41、0;BUS| 1-6,9-10,12-13 | | | 43-50,58-68 | | -+-+-+- NVRAM | | 39,42 | -+-+-+- Telephone | | 7-8,36,51,54 | 24-25,30,32-33 -+-+-+- Audio | | | 23,26-29 -+-+-+- 并
42、行總線 | 11,14-22,40-41 | | | 55-57 | | = 3.2 數(shù)字信號走線盡量放置在數(shù)字信號布線區(qū)域內(nèi); 模擬信號走線盡量放置在模擬信號布線區(qū)域內(nèi); (可預(yù)先放置隔離走線加以限定,以防走線布出布線區(qū)域) 數(shù)字信號走線和模擬信號走線垂直以減小交叉耦合。 3.3 使用隔離走線(通常為地)將模擬信號走線限定在模擬信號布線區(qū)域。 a) 模擬區(qū)隔離地走線環(huán)繞模擬信號布線區(qū)域布在PCB板兩面,線寬50-1
43、00mil; b) 數(shù)字區(qū)隔離地走線環(huán)繞數(shù)字信號布線區(qū)域布在PCB板兩面,線寬50-100mil,其中一面PCB板邊應(yīng)布200mil寬度。 3.4 并行總線接口信號走線線寬>10mil(一般為12-15mil),如/HCS、/HRD、/HWT、/RESET。 3.5 模擬信號走線線寬>10mil(一般為12-15mil),如MICM、MICV、SPKV、VC、VREF、TXA1、TXA2、RXA、TELIN、TELOUT。 3.6 所有其它信號走線盡量寬,線寬>5mil(一般為 10mi
44、l),元器件間走線盡量短(放置器件時應(yīng)預(yù)先考慮)。 3.7 旁路電容到相應(yīng)IC的走線線寬>25mil,并盡量避免使用過孔。 3.8 通過不同區(qū)域的信號線(如典型的低速控制/狀態(tài)信號)應(yīng)在一點(首選)或兩點通過隔離地線。如果走線只位於一面, 隔離地線可走到PCB的另一面以跳過信號走線而保持連續(xù)。 3.9 高頻信號走線避免使用90度角彎轉(zhuǎn),應(yīng)使用平滑圓弧或45度角。 3.10 高頻信號走線應(yīng)減少使用過孔連接。 3.11 所有信號走線遠(yuǎn)離晶振電路。 3.12 對高頻
45、信號走線應(yīng)采用單一連續(xù)走線,避免出現(xiàn)從一點延伸出幾段走線的情況。 3.13 DAA電路中,穿孔周圍(所有層面)留出至少60mil的空間。 3.14 清除地線環(huán)路,以防意外電流回饋影響電源。4. 電源 4.1 確定電源連接關(guān)系。 4.2 數(shù)字信號布線區(qū)域中,用10uF電解電容或鉭電容與0.1uF瓷片電容并聯(lián)後接在電源/地之間.在PCB板電源入口端和最遠(yuǎn)端各放置一處,以防電源尖峰脈沖引發(fā)的噪聲干擾。 4.3 對雙面板,在用電電路相同層面中,用兩邊線寬為 200mil的電源走線環(huán)繞
46、該電路。(另一面須用數(shù)字地做相同處理) 4.4 一般地,先布電源走線,再布信號走線。 5. 地 5.1雙面板中,數(shù)字和模擬元器件(除DAA)周圍及下方未使用之區(qū)域用數(shù)字地或模擬地區(qū)域填充,各層面同類地區(qū)域連接在一起,不同層面同類地區(qū)域通過多個過孔相連:Modem DGND引腳接至數(shù)字地區(qū)域,AGND引腳接至模擬地區(qū)域;數(shù)字地區(qū)域和模擬地區(qū)域用一條直的空隙隔開。 5.2 四層板中,使用數(shù)字和模擬地區(qū)域覆蓋數(shù)字和模擬元器件(除DAA);Modem DGND引腳接至數(shù)字地區(qū)域,AGND引腳接至模擬地區(qū)域;數(shù)字地
47、區(qū)域和模擬地區(qū)域用一條直的空隙隔開。 5.3 如設(shè)計中須EMI過濾器,應(yīng)在接口插座端預(yù)留一定空間,絕大多數(shù)EMI器件(Bead/電容)均可放置在該區(qū)域;未使用之區(qū)域用地區(qū)域填充,如有屏蔽外殼也須與之相連。 5.4 每個功能模塊電源應(yīng)分開。功能模塊可分為:并行總線接口、顯示、數(shù)字電路(SRAM、EPROM、Modem)和DAA等,每個功能模塊的電源/地只能在電源/地的源點相連。 5.5 對串行DTE模塊,使用去耦電容減少電源耦合,對電話線也可做相同處理。 5.6 地線通過一點相連,如可能,使用Bead;如抑制EMI需要,允許地線在其它地方相連。 5.7 所有地線走線盡量寬,25-50mil。 5.8 所
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