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布線(xiàn)概述及原則

 隨著(zhù)高速理論的飛速發(fā)展，pcb走線(xiàn)已經(jīng)不能看作簡(jiǎn)單的互連載體了，而是要從傳輸線(xiàn)理論來(lái)分析各種分布參數帶來(lái)的影響。分布參數電路是必須考慮電路元件參數分布性的電路。參數的分布性指電路中同一瞬間相鄰兩點(diǎn)的電位和電流都不相同。這說(shuō)明分布參數電路中的電壓和電流除了是時(shí)間的函數外，還是空間坐標的函數。同時(shí)pcb的復雜度和密度也同時(shí)在不斷的增加，從鋪銅的通孔設計，到微孔設計，再到多階埋盲孔設計，現在還有埋阻、埋容、埋藏器件設計等，高密度給pcb布線(xiàn)帶了極大困難的同時(shí)，也需要pcb設計工程師更加深入的了解pcb生產(chǎn)加工流程和其工藝參數。

布線(xiàn)方式分為自動(dòng)布線(xiàn)和手動(dòng)布線(xiàn)，自動(dòng)布線(xiàn)目前在很多方面不能滿(mǎn)足硬件工程師高標準的要求，所以一般是手動(dòng)布線(xiàn)來(lái)實(shí)現的。

 布線(xiàn)中的DFM要求 

1、孔

機械鉆孔常規推薦8mil以上，極限6mil，盡量保證厚徑比一般在10：1，厚徑比越高越難加工。器件孔環(huán)寬單邊至少8mil，過(guò)孔環(huán)寬單邊至少4mil，加工廠(chǎng)商會(huì )在cam處理時(shí)自動(dòng)優(yōu)化，阻焊開(kāi)窗為單邊50um。

同一網(wǎng)絡(luò )的過(guò)孔間距可以為6mil。不同網(wǎng)絡(luò )過(guò)孔間距為275um，不同網(wǎng)絡(luò )器件孔間距為425um。

制作是鉆頭一般比原稿孔大150um，鉆頭以0.05mm遞增，更大的鉆頭，會(huì )以0.1mm遞增。然后通過(guò)孔化，電鍍滿(mǎn)足最終的成品孔徑要求。

非金屬化鉆孔到板邊的間距150um即不會(huì )破孔，常規邊框公差。金屬化的鉆孔到板邊至少10mil。

2、ETCH

0.5oz的銅厚，最細線(xiàn)寬可以做到3mil，最小間距2mil。

1oz的銅厚最細線(xiàn)寬3.5mil，最小間距4mil

2oz銅厚最細線(xiàn)寬4mil，最小間距5.5mil。

內電層避銅至少20mil。

小的分立器件，兩邊的走線(xiàn)要對稱(chēng)。

SMT焊盤(pán)引腳需要連接時(shí)，應從焊腳外部連接，不允許在焊腳內部連接。

對于SMT焊盤(pán)在大面積鋪銅時(shí)需要花焊盤(pán)連接。

ETCH線(xiàn)分布均勻，防止加工后翹曲。

布線(xiàn)中電氣特性要求

1、阻抗控制以及阻抗連續性

避免銳角、直角走線(xiàn)。

關(guān)鍵信號布線(xiàn)盡量使用較少的的過(guò)孔。

高速信號線(xiàn)適當考慮圓弧布線(xiàn)

2、串擾或者EMC等其他干擾的控制要求

高速信號與低速信號要分層分區布線(xiàn)

數字信號與模擬信號一號分層分區布線(xiàn)

敏感信號與干擾信號分層分區布線(xiàn)

時(shí)鐘信號要優(yōu)先走在內層

在功率電感，變壓器等感性器件的投影區下方不要走線(xiàn)鋪銅。（由于線(xiàn)圈間會(huì )有寄生電容，與其電感產(chǎn)生并聯(lián)諧振，因此會(huì )有SRF，而SRF與EPC有關(guān)，因此EPC越小越好，即可確保電感性的頻率范圍越廣。而SRF需至少為DC-DC Converter切換頻率的十倍，例如若切換頻率為1.2MHz，則SRF至少需 12MHZ。因此Layout 時(shí)，其功率電感下方要挖空，不要有金屬，避免產(chǎn)生額外的EPC，導致電感性的頻率范圍縮減）

關(guān)鍵信號要布在優(yōu)選層，以地為參考平面

關(guān)鍵信號考慮使用包地處理。

任何信號，包括信號的回流路徑，都要避免形成環(huán)路，這是EMC設計的重要原則之一。

 高速布線(xiàn)的3w原則

拓撲結構和時(shí)序要求

 滿(mǎn)足時(shí)序要求是系統能正常穩定工作的關(guān)鍵，時(shí)延控制反應到pcb設計上就是走線(xiàn)的等長(cháng)控制，繞等長(cháng)甚至已經(jīng)成為布線(xiàn)工程師掛在嘴邊你的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。時(shí)序設計也是非常復雜的系統要求，pcb設計工程師不僅要會(huì )繞等長(cháng)，還要真正理解等長(cháng)后面的時(shí)序要求。

電源以及功率信號的布線(xiàn)要求

電源入口電路要做好防護后濾波原則

芯片及其濾波電容的引腳要盡量短粗，儲能電容要多打孔，減小布線(xiàn)帶來(lái)的安裝電感

考慮安規要求，電源網(wǎng)絡(luò )壓差較大時(shí)需要遠離，高壓網(wǎng)絡(luò )插件引腳和過(guò)孔需要做挖空處理

布線(xiàn)中的散熱考慮

電子設計還有一個(gè)重要的趨勢，就是電壓下降，功耗提升，pcb布線(xiàn)作為板極熱設計的重要組成部分，也就因此變得更加重要。必要的時(shí)候，需要使用相關(guān)的電、熱仿真工具來(lái)輔助進(jìn)行熱設計。

嚴格計算布線(xiàn)通道，滿(mǎn)足載流要求。

還要關(guān)注過(guò)孔的載流能力，合理規劃過(guò)孔數量和位置。

發(fā)熱量大的芯片下方有空的位置可以大面積加地鋪銅，并添加地孔來(lái)加強散熱。

大功率發(fā)熱量大的器件的投影區內，在所有層不要走高速線(xiàn)和敏感信號線(xiàn)。

大電流電源，如果其布線(xiàn)路徑補覺(jué)長(cháng)時(shí)，需要加強其布線(xiàn)通道來(lái)減少熱損耗。

已經(jīng)添加有散熱焊盤(pán)的發(fā)熱器件，在散熱焊盤(pán)上添加過(guò)孔來(lái)加強散熱。

布線(xiàn)總結

PCB布線(xiàn)是一個(gè)系統的工程，設計工程師需要具備多學(xué)科的綜合知識，同時(shí)還要有較強的分析處理能力，綜合各方面需要取得較好的平衡。

PCB設計不是神話(huà)，不是黑盒子，也沒(méi)有放之四海而皆準的方法，所有合理的規范要求，背后都能找到真實(shí)的理論制程，平常工作中多想，多問(wèn)，多學(xué)，這才是成為高手之路。