布线的基本规则.doc

布线的基本规则PCB布线的布通率依赖于良好的布局和布线规则的设置。布线规则可以预先制定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的大小等。一般先进行探索式布线，快速地把地短线连通，然后进行迷宫式布线，先全局性地优化尚未布的联机路径。可以根据需要断开已布的线，并试着重新再布线，可以改进总体效果。 对目前高密度的PCB板设计，过孔不太适合了，它浪费了许多宝贵的布线通道。为了解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技朮，它不但完成了导通孔的作用，还省出许多布的通道，使布线过程完成得更加方便、流畅、完善。 1 印制电路板的走线 印制电路板的走线即印制电路板上的导线，是指PCB板上起各个元器件电气导通作用的联机。印制电路板的走线具有长度、宽度、厚度、形状、方向等属性，这些不同的属性在PCB设计中以体现出不同的作用，PCB设计者需要进行深入的了解，才能真正设计出高质量的PCB。 (1) 走线长度 尽量走短线，特别是对信号电路来讲，线越短电阻越小，干扰越小，同时耦合线的长度应尽量减短。(2) 走线形状 同一层上的信号线改变方向时应该走斜线或弧形，且曲率半径比较好，应避免直角拐角。 (3) 走线宽度和中心距 在PCB设计中，网络性质相同的印制电路板线条的宽度要求一致，这样有利于阻抗匹配。从印制电路板制作工艺来讲，宽度可以做到0.3mm、0.2mm甚至0.1mm，中心距也可以做到0.3mm、0.2mm甚至0.1mm。但是，随着线条的变细，间距变小，在生产过程中的质量就更加难以控制，废品率将上升。综合考虑以上的因素，选用0.25mm线宽和0.25mm线间距的布线原则比较适宜，这样既能有效控制质量，也能满足用户要求。 (4) 多层板走线方向 多层板走线要按电源层、地线层和信号层分开，减少电源、地、信号之间的干扰。多层板走线要求相邻两层板的线条应昼量互相垂直，或走斜线、曲线， 不能平行走线，以利于减少板层间的耦合和干扰。大面积的电源层和大面积的地层要相邻。实际上电源层和地层之间形成一个电容，能够起到滤波作用。 2焊盘设计要求 因为目前表面贴装元器件还没有统一的标准，不同的国家、不同的生产厂商所生产的元器件外形封装都有差异，所以在选择焊盘尺寸时，应与自己所选的元器件的封装外形、引脚等与焊接相关的尺寸进行比较。 (1) 焊盘长度 在焊点可靠性中，焊盘长度所起的作用比焊盘宽度更为重要，焊点的可靠性主要取决于长度而不是宽度。其尺寸的选择，要有利于焊料融入时能够形成良好的弯月轮廓，还要避免焊料产生侨连现象，以及兼顾组件的物理尺寸偏差，从而增加焊点的附着国，提高焊接的可靠性。 (2) 焊盘宽度 对于0805以上的电阻和电容组件，或引脚脚间距在1.27mm以上的SO、SOJ封装IC芯片而言，焊盘的宽度一般在组件引脚脚宽度的基础上加睛个数量值，数值的范围在0.10.25mm之间。而对于0.64mm(包括0.64mm)脚间距以下的IC芯片，焊盘宽度应等于引脚的宽度。对于细间距的QFP封装的器件，有时焊盘宽度相对引脚来说还要适当减少(如在两焊盘之间有引线穿过时)。 (3) 过孔的处理 焊盘内不允许有过孔，以避免因焊料流失引起焊接不良。如过孔的确需要与焊盘相连，应昼可能用细线条加以互连，且过孔与焊盘边缘之间的距离应大于1mm。 (4) 字符、图形的要求 字符、图形等标志符号不得印在焊盘上，以避免引起焊接不良。 (5) 焊盘间线条要求 应尽可能避免在细间距组件焊盘之间穿越联机，的确需要在焊盘之间穿越联机的应用阻焊膜对其加以可靠的遮蔽。 (6) 焊盘对称性的要求 对于同一个元器件，凡是对称使用的焊盘，如QFP、SOIC封装等，设计时应严格保证其全面的对称。即焊盘图形的形状、尺寸完全一致，以保证焊料熔融时作用于元器件上所有的焊点的表面张力保持平衡，以利于形成理想的优质焊点，保主不产生位移。 3布线中栅格系统的作用 在CAD系统中，显示栅格只是为了方便起指示作用，而设计栅格决定了布线时走线的步进大小和导线之间的间距。设计栅格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图象的数据过大，这必然对设备的存储空间和计算器的运行速度等有更高的要求，而有些通路是无效的如被组件引脚之间距离为0.1in(1in2.54cm)，所以设计栅格系统的栅格大小一般就定为0.1in或小于0.1in的某个数的倍数，如0.05in、0.025in、0.02in等。 4电源、地线的处理 电源、地线的处理在PCB设计中起到一个非常关键的作用。即使在整个PCB板中的布线完成得比较好，如果电源、地线的布线考虑不周到，也会使产品性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电源 、地线的布线要认真对待，把电源、地线所产生影响噪声降到最低限度，以提高PCB板的质量。 (1) 电源、地线的一般处理方法 对于每个从事电子产吕设计的工程人来说，都需要明白地线与电源线之间的噪声产生的原因，现只对降噪、抑制噪声做简单的介绍。 降低、抑制噪声的一般手段是在电源、地线之间加上去耦电容。 昼量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是:地线宽度电源线宽度信号线宽度，通常信号线宽度为0.20.3mm最细宽度可达0.050.07mm，电源线宽为1。22。5mm。对数字电路的PCB可用宽的地线组成一回路，即构成一个地网来使用(仿真电路的地不能这样使用)，用大面积铜层做地线用，在印制电路板上把没有被用上的地方都与地线连接上，作为地线用或是做成我层板，地线、电源线各占一层。 (2) 数字电路与仿真电路共地的处理 现有许多PCB不再是单一性质的电路，而是数字电路和仿真电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间的相互干扰的问题，特别是地在线的噪声干扰。 数字电路的工作频率高，仿真电路的灵敏度强。对信号线来说，高频的信号应昼可能远离敏感的仿真电路器件。对地线来说，整个PCB板对外界只有一个接点，所以必须在PCB板内部处理数/模共地的问题而在板内部数字地和仿真地实际上是分开的，它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处，数字地与仿真地有一点短接。 (3) 在电源(或地)层上布信号线 在多层印制电路板布线时，由于在信号线层没布完的线已经剩下不多，再多加几层就会造成浪费，也会给生产增加一定的工作量，PCB板的成本也相应增加。为了解决这个矛盾，可以考虑在电源(或地)层上进行布线。 首先应考虑用电源层，其次是地层，因为最好是保留地层的完整性。 (4) 元器件引脚在大面积铺铜中的连接 对于大面积的(接地或电源)铺铜会碰到元器件的引脚与其相连接的情况，这时对引脚焊盘的处理需要进行综合的考虑。就电气性能而言，组件引脚的焊盘与铜面满接为好，但对组件的焊接装配存在一些不良隐患，如焊接需要在功率加热器、容易造成虚焊点等。所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称为热隔离，俗称热焊盘，这可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。 5信号走线 在PCB设计中，设计者要区分PCB板中各信号线的性质，明确每一网络在PCB设计中所起的作用，按其不同的类别有区别地进行