PCB工程师设计中需注意的地方Word文档下载推荐.docx
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主电源尽可能与其对应地相邻;
兼顾层压结构对称。
对于母板的层排布,现有母板很难控制平行长距离布线,对于板级工作频率在50MHZ以上的(50MHZ以下的情况可参照,适当放宽),建议排布原则:
元件面、焊接面为完整的地平面(屏蔽);
无相邻平行布线层;
关键信号与地层相邻,不跨分割区。
注:
具体PCB的层的设置时,要对以上原则进行灵活掌握,在领会以上原则的基础上,根据实际单板的需求,如:
是否需要一关键布线层、电源、地平面的分割情况等,确定层的排布,切忌生搬硬套,或抠住一点不放。
以下为单板层的排布的具体探讨:
*四层板,优选方案1,可用方案3
方案
电源层数地层数信号层数1234
1112SGPS
2122GSSP
3112SPGS
方案1此方案四层PCB的主选层设置方案,在元件面下有一地平面,关键信号优选布TOP层;
至于层厚设置,有以下建议:
满足阻抗控制芯板(GND到POWER)不宜过厚,以降低电源、地平面的分布阻抗;
保证电源平面的去藕效果;
为了达到一定的屏蔽效果,有人试图把电源、地平面放在TOP、BOTTOM层,即采用方案2:
此方案为了达到想要的屏蔽效果,至少存在以下缺陷:
电源、地相距过远,电源平面阻抗较大
电源、地平面由于元件焊盘等影响,极不完整
由于参考面不完整,信号阻抗不连续
实际上,由于大量采用表贴器件,对于器件越来越密的情况下,本方案的电源、地几乎无法作为完整的参考平面,预期的屏蔽效果很难实现;
方案2使用范围有限。
但在个别单板中,方案2不失为最佳层设置方案。
以下为方案2使用案例;
案例(特例):
设计过程中,出现了以下情况:
A、整板无电源平面,只有GND、PGND各占一个平面;
B、整板走线简单,但作为接口滤波板,布线的辐射必须关注;
C、该板贴片元件较少,多数为插件。
分析:
1、由于该板无电源平面,电源平面阻抗问题也就不存在了;
2、由于贴片元件少(单面布局),若表层做平面层,内层走线,参考平面的完整性基本得到保证,而且第二层可铺铜保证少量顶层走线的参考平面;
3、作为接口滤波板,PCB布线的辐射必须关注,若内层走线,表层为GND、PGND,走线得到很好的屏蔽,传输线的辐射得到控制;
鉴于以上原因,在本板的层的排布时,决定采用方案2,即:
GND、S1、S2、PGND,由于表层仍有少量短走线,而底层则为完整的地平面,我们在S1布线层铺铜,保证了表层走线的参考平面;
五块接口滤波板中,出于以上同样的分析,设计人员决定采用方案2,同样不失为层的设置经典。
列举以上特例,就是要告诉大家,要领会层的排布原则,而非机械照搬。
方案3:
此方案同方案1类似,适用于主要器件在BOTTOM布局或关键信号底层布线的情况;
一般情况下,限制使用此方案;
*六层板:
优选方案3,可用方案1,备用方案2、4对于六层板,优先考虑方案3,优选布线层S2,其次S3、S1。
主电源及其对应的地布在4、5层,层厚设置时,增大S2-P之间的间距,缩小P-G2之间的间距(相应缩小G1-S2层之间的间距),以减小电源平面的阻抗,减少电源对S2的影响;
在成本要求较高的时候,可采用方案1,优选布线层S1、S2,其次S3、S4,与方案1相比,方案2保证了电源、地平面相邻,减少电源阻抗,但S1、S2、S3、S4全部裸露在外,只有S2才有较好的参考平面;
对于局部、少量信号要求较高的场合,方案4比方案3更适合,它能提供极佳的布线层S2。
*八层板:
优选方案2、3、可用方案1
对于单电源的情况下,方案2比方案1减少了相邻布线层,增加了主电源与对应地相邻,保证了所有信号层与地平面相邻,代价是:
牺牲一布线层;
对于双电源的情况,推荐采用方案3,方案3兼顾了无相邻布线层、层压结构对称、主电源与地相邻等优点,但S4应减少关键布线;
方案4:
无相邻布线层、层压结构对称,但电源平面阻抗较高;
应适当加大3-4、5-6,缩小2-3、6-7之间层间距;
方案5:
与方案4相比,保证了电源、地平面相邻;
但S2、S3相邻,S4以P2作参考平面;
对于底层关键布线较少以及S2、S3之间的线
间窜扰能控制的情况下此方案可以考虑;
*十层板:
推荐方案2、3、可用方案1、4
扩大3-4与7-8各自间距,缩小5-6间距,主电源及其对应地应置于6、7层;
优选布线层S2、S3、S4,其次S1、S5;
本方案适合信号布线要求相差不大的场合,兼顾了性能、成本;
推荐大家使用;
但需注意避免S2、S3之间平行、长距离布线;
方案4:
EMC效果极佳,但与方案3比,牺牲一布线层;
在成本要求不高、EMC指标要求较高、且必须双电源层的关键单板,建议采用此种方案;
优选布线层S2、S3,对于单电源层的情况,首先考虑方案2,其次考虑方案1。
方案1具有明显的成本优势,但相邻布线过多,平行长线难以控制;
*十二层板:
推荐方案2、3,可用方案1、4、备用方案5
以上方案中,方案2、4具有极好的EMC性能,方案1、3具有较佳的性价比;
对于14层及以上层数的单板,由于其组合情况的多样性,这里不再一一列举。
大家可按照以上排布原则,根据实际情况具体分析。
以上层排布作为一般原则,仅供参考,具体设计过程中大家可根据需要的电源层数、布线层数、特殊布线要求信号的数量、比例以及电源、地的分割情况,结合以上排布原则灵活掌握
6层板以后的各个方案在哪?
6层和8层来了
*六层板,优选方案3,可用方案1,备用方案2、4
方案电源地信号1
2
3
456
1
11
4S1GS2S3PS4
4S1S2GPS3S4
12
3S1G1S2G2PS3
4
电源
地
信号
23
45
67
8
5
S1
G1S2
S3P
S4G2
S5
G2P
S3G3
S4
P1G2
S3P2
P1P2
G1P1
S2S3
G2P2
EMC问题
在布板的时候还应该注意EMC的抑制哦!
!
这很不好把握,分布电容随时存在!
如何接地!
PCB设计原本就要考虑很多的因素,不同的环境需要考虑不同的因素.另外,我不是PCB工程师,经验并不丰富:
)))
地的分割与汇接
接地是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC性能的重要手段之一。
正确的接地既能提高产品抑制电磁干扰的能力,又能减少产品对外的EMI发射。
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