现在很多的PCB Layout工程师都是硬件工程师或者PI SI工程师给出的约束规则来完成布局布线的,俗称的“拉线工”。如不想被当做“拉线工”来看待。要具备一定的电路理解能与SI/PI工程师做PI/SI分析能力。
PCB Layout这是一项技术工作,也是一项经验工作。学习一些有用的经验往往会让人受益匪浅。
布局,字面解释,是合理放置电路元件。PCB设备布局对提高整机性能具有重要意义;
-
模拟电路与数字电路物理分离,例如MCU尽量远离无线模块的天线端口;
-
尽量避免在无线模块下布置高频数字布线、高频模拟布线、电源布线等敏感设备,并在模块下铺铜;
-
无线模块应尽可能远离电磁干扰较大的部分,如变压器、大功率电感和电源;
-
含有板载的放置PCB当天线或陶瓷天线时,模块天线部分下方PCB需要挖空处理,不要铺铜,天线部分尽量在板边;
-
无论是射频信号还是其它信号,都尽可能短,其它信号也应远离无线模块的发射部分,以避免干扰;
-
布局需要考虑无线模块需要一个相对完整的电源位置,射频布线需要留出地孔和空间;
-
无线模块需要较高的电压纹波,因此最好在模块电压引脚附近增加更合适的滤波电容,如10uF;
无线模块发送频率快,对电源的瞬态响应有一定的要求。除了选择性能优异的电源方案外,还应注意电源电路的合理布置,充分发挥电源性能;如DC-DC布局需要注意续流二极管的位置和位置IC地面距离应尽可能靠近,以确保回流、功率电感和电容之间的距离。
线宽、线距的设置对整板的性能提升有巨大的影响,合理的设置走线宽度、线距能够有效的提升整板的电磁兼容性以及各方面的性能。
根据负载的电流、电压和大小PCB综合考虑铜厚,通常电流是正常工作电流的两倍,线距应尽可能达到3W原则。
根据信号的传输速率、传输类型(模拟还是数字)、走线长度等综合考虑,普通信号线间距推荐满足3W另行考虑差分线的原则。
射频线宽需要考虑特性阻抗,常用的射频模块天线接口为50Ω特征阻抗,根据经验功率≤30dBm(1W)的射频线宽0.55mm,铺铜的间距0.5mm,通过板厂的协助调整,可以得到更准确的50左右Ω特性阻抗。
电源线的线宽设置应从整机负载的电流、供电电压、PCB考虑铜厚和布线长度,通常宽1.0mm,铜厚1oz(0.035mm)走线可通过2左右A的电流。
合理设置线距可以有效减少串扰等想象,如常用的3W原则(即当导线之间的中心间距不小于3倍线宽时,70%的电场可以保持不相互干扰)
在PCB Layout设备之间的间距是我们必须考虑的,如果间距太小,焊接连锡很容易影响生产;
同类器件:≥0.3mm
不同器件:≥0.13*h 0.3mm(h是周围邻近设备的最大高度差)
建议只使用手工焊接的设备之间的距离:≥1.5mm
直插器件和贴片器件也应保持足够的生产距离mm之间;
在PCB布线时设备与布线离板边的距离设计是否合理也很重;
例如,在实际生产过程中,大多数使用拼板,因此如果设备靠近板的边缘,就会导致PCB分板时焊盘脱落,甚至设备损坏,。如果线路太近,在生产过程中很容易导致线路断裂,影响电路功能。
建议设备焊盘和拼板V cut平行方向的目的是使分板时设备焊盘承受的机械应力均匀,应力方向相同,减少焊盘脱落的可能性。
设备与板边的放置距离≥0.5mm
走线与板边的距离≥0.5mm
如果IC相邻的引脚需要连接。需要注意的是,最好不要直接在焊盘上连接,而是在焊盘外连接,以防止生产IC短接引脚连锡。
另外相邻焊盘间引出的线宽也需要注意,最好不超过IC除电源引脚外,还有一些特殊的引脚。
泪滴能有效减少线宽突变引起的反射,使线与焊盘连接顺畅;
加泪解决了接线与焊盘连接冲击力容易断裂的问题;
从外观上加泪也可以PCB看上去更合理美观;
06 设置和放置过孔参数
过孔尺寸设置的合理性对电路的性能有很大的影响。合理的过孔尺寸设置需要考虑电流、信号频率、生产过程难度等。PCB Layout需要特别注意。
过孔的位置也很重要。如果过孔放置在焊盘上,很容易导致生产过程中设备焊接不良。因此,一般过孔放置在焊盘外。当然,当空间极其紧张时,也可以将过孔放置在焊盘上,加上制板商的盘中孔工艺,但生产成本会增加。
一个PCB由于需要不同的布线,可以放置不同尺寸的过孔,但通常不建议超过3种,以免给生产带来极大的不便,增加成本;
过孔的深度和直径比一般≤6.由于6倍以上的生产难以保证孔壁镀铜均匀;
还需要注意穿孔的寄身电感和寄身电容,特别是在高速电路中;
分布参数越小,越适合高速电路,但成本也越高;