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PCB设计成败应该要注意的问题分享

发布时间: 2024-03-09 03:19:49 作者: 服装
详细介绍

  设计成败的关键。所有设计师的意图,对于设计的功能体现都通过设计规则这个灵魂来驱动和实现。精巧细致的规则定义能够在一定程度上帮助设计师在PCB布局布线的工作中得心应手,节省

  在设计数据从原理图阶段转移到PCB设计阶段之后,进行PCB设计布局布线时,就需要提前定义好设计规则Design Rule。后续的整个PCB设计都需要遵守规则定义。包括基本的电气规则(间距,短路断路),布线规则(线宽,走线风格,过孔样式,扇出等),平面规则(电源地平面层连接方式,铺铜连接方式);以及其他常用的辅助规则如布局规则,制造规则,高速设计规则,信号完整性规则等等。在规则驱动的设计完成之后,还能够直接进行规则检查Design Rule Check来重新审视您的设计,看看有无违反规则的情况出现并加以改进和完善。终设计出全部符合规则定义并满足设计意图的作品。

  相对于PCB制造相关的设计规则尤其具有现实意义。倘若设计规则设置的不符合PCB工艺制造的要求,将不单单是影响产品功能那么简单,甚至会无法加工没办法实现工程师的设计意图。因此,在定义设计规则的时候,了解下下游制造方对设计的工艺制造要求是至关重要的。

  如下图所示为某家PCB制版生产厂商的工艺技术要求。包括电路板层数,厚度,孔径,线宽线距,铜厚等基本信息参数要求;也包括板材类型,表面处理,特殊加工等特别要求。一般在PCB加工的时候,分测试用的打样加工,以及终成型的批量产品加工。对于设计师来说,有实际意义并需要严格遵守的是批量产品加工的工艺技术要求。

  而对于制造相关的工艺要求来说,基本重要的是线宽线距和孔径。也即加工厂能处理多细的线宽以及多大的孔。如果线宽在设计中未达到要求,太细的话是无法正确加工出来的。线宽线距同样影响到丝印层上的文字图案是否清晰。而孔径太小的话也是没有相应的钻头支持的。孔径所对应的钻头尺寸同样影响到机械孔,安装孔等很多类型板形剪切的公差。

  本文带您了解如何根据PCB生产制造工艺技术要求,在PCB制造方面,设置合乎要求并且满足设计意图的线宽线距与孔径规则。

  在PCB设计中,批量加工所能支持的为线mil。即布线mil,两条线mil。当然只是线宽线距的极限值。在实际的工作中线宽需要按照设计需要定义为不同的值。比如电源网络定义宽一些,信号线定义细些。这些不同的需求都可以在规则Design - Rules - RouTIng - Width 里定义不同网络不同的线宽值,然后根据重要程度设置规则应用优先级。同样,对于线距来说,在规则页面Design - Rules - Electrical - Clearance 里定义不同网络之间的电气安全间距,当然也包括线距。

  另外有一种特殊情况。对于高密度管脚的元器件来说,器件内焊盘之间的间距一般很小,比如6mil,虽然满足线mil的制造方面的要求,但作为设计PCB来说可能不符合规则设计的基本要求。如果整个PCB的安全间距设置是8mil,那么元器件焊盘的间距明显违反了规则设置。在规则检查时或在线编辑时会一直绿色高亮来显示违规。这种违规显然是不需要处理的,我们该修正规则设置来消除绿色高亮显示。在原来的解决的方法中,是用query语言单独为这个器件定义不同的安全间距规则,并设置为高优先级。在新的版本中,只需要简单的勾选选项即可解决这一个问题,即忽略封装内的焊盘间距Ignore Pad to Pad clearance within a footprint。如下图所示。

  用此选项勾选非常简便。不需要原来那样用Query语句InComponent(‘U1’) ,然后设置其安全间距为6mil,并设为间距优先级。

  PCB设计中不可避免要用到钻孔。而在设计规则的设置方面,甚至具体的钻孔操作方面,具体要钻怎样的孔(通孔,盲孔,埋孔,还是背钻孔?)以及钻多大尺寸的孔,您做到心中有数了吗?您会不会看别人钻多大孔自己也钻多大孔,或者随便填写个尺寸以满足板面布局和走线的方便程度?

  孔的类型如下图所示。一般不太复杂的设计,板层叠层不多的设计中通常用到通孔。在复杂的设计中,特别是多层板,高速高密设计,PCB布线空间要求很高的情况下,可结合实际需要设置盲孔或埋孔。当然盲埋孔因为制造工艺上比通孔复杂,制造成本会相应增高。

  首先了解下钻孔的过程。如下图所示,钻孔是用不一样的规格的钻头尺寸来进行的。如果您的设计中过孔孔径的尺寸与加工厂现有的钻头尺寸不相同,那么会选择离您的设计值近的钻头规格来钻孔。而Entry面板是用来防护钻头及台面,减少毛刺并降低钻头温度的作用。Backup底板是用来保护板面防止压痕,防止打滑导向并减少毛刺的作用。

  镭射钻孔通常用于微通孔。随着PCB想微型和高密度互联的方向发展,慢慢的变多制板加工采用导孔的连接方式实现高密度互连。而传统机械钻孔的小孔能力,几乎到了极限。随着盲孔设计的发展,高密度的需求其可靠性也要新的工艺来改善,镭射钻孔应运而生。如下图所示为镭射钻孔的方法。

  镭射钻孔的会比机械钻孔高出许多。因此机械钻孔的孔径在规则设置里不小于0.2mm(8mil)。镭射孔径在规则里设置不能小于4mil。

  孔径的设置大小首先在满足工艺要求的情况下,根据板子要求的,板层厚度,叠层数等共同决定。它们之间的关系如下:

  因此,在设置孔径尺寸的时候能参考上面的表格来根据板厚,叠层数等来设置相应的符合要求的尺寸。也可通过如下简易的板厚/孔径比来大概根据整个板厚尺寸来定义合适的钻孔孔径的尺寸。

  的关键。所有设计师的意图,对于设计的功能体现都通过设计规则这个灵魂来驱动和实现。精巧细致的规则定义能够在一定程度上帮助设计师在

  简单来看就是将各种器件连接起来让器件正常的互不影响的工作从而完成相应的功能而不互相干扰,是整个产品的基础,决定了产品的可制造性,运行的稳定性。

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  的,自动布线不成功的情况下,能够直接进行人工布线;所有设计完成后,设计好的

  本帖最后由 edurachiel 于 2018-4-20 16:00 编辑

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  中要做到目的明确,对于重要的信号线要很严格的要求布线的长度和处理地环路,而对于低速和不重要的信号线就可以放在稍低的布线优先级上。重要的部分包括:电源的分割;内存

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