結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié),則應(yīng)放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外調(diào)節(jié),則其位置要
Board Shape 操作,對原先的 PCB 進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟眉簟?/div>
另外,根據(jù)本人的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),若要對已有的
電路板進(jìn)行某些功能的擴(kuò)充或縮減,需
要重新
設(shè)計(jì)新的 PCB,則在實(shí)際布局時(shí)可以參照母板上的布局,通過手工方式將元器件安排
在恰當(dāng)?shù)奈恢蒙?;在布線過程中,再根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整,以進(jìn)一步提高布通率。
2 布線
布線是在布局之后,通過設(shè)汁銅箔的走線圖,按照原理圖連通所有的走線。顯然,布局
的合理程度將直接影響到布線的成功率, 因而往往在布線的整個(gè)過程中, 都需要對布局進(jìn)行
層布線方案。
為它而做的。PCB 布線有單面布線、雙面布線和多層布線。布線的方式有兩種:自動布線和
交互式布線。
字信號
電路板(尤其信號電平比較低,
電路板密度比較小時(shí))采用自動布線是沒有問題的。 但
了,甚至可能帶來嚴(yán)重的電路性能問題。
目前,雖然已經(jīng)有一些自動布線的工具功能非常強(qiáng)大,通??梢赃_(dá)到 100%的布通率,
但是整體外觀效果不是很美觀, 有時(shí)連線排列雜亂無章, 兩個(gè)引腳之間的連線并不是短(
優(yōu))路徑。
線之前, 首先采用交互式方式預(yù)先對那些要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布線。 同時(shí)輸入端和輸出端
的邊線應(yīng)避免相鄰平行,以免產(chǎn)生反射干擾;兩相鄰層的布線要相互垂直,平行容易產(chǎn)生寄
生耦合,這一約束條件可以在布線規(guī)則中添加。
自動布線的布通率,依賴于良好的布局。布線規(guī)則要預(yù)先設(shè)定,包括走線的彎曲次數(shù)、
導(dǎo)通孔的數(shù)目和步進(jìn)的數(shù)目等。一般先進(jìn)行探索式市線,快速地把短線先連通;然后再進(jìn)行
迷宮式布線,先把要布的線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu)化,它可以根據(jù)需要斷開已布的線,并重
新布線,以改進(jìn)總體效果。
在手工布線時(shí),為了確保正確實(shí)現(xiàn)電路,需要遵循一些通用的
設(shè)計(jì)規(guī)則:盡量采用地平
面作為電流回路;將模擬地平面與數(shù)字地平面分開;如果地平面被信號線隔斷,那么為減少
對地電流回路的干擾,應(yīng)使信號走線與地平面垂直;模擬電路盡量靠近電路扳邊緣放置,數(shù)
字電路盡量靠近電源連接端放置,這樣做町以減小由數(shù)字開關(guān)引起的 di/dt 出效應(yīng)。
3 PCB 電路及電路抗干擾措施
抗干擾
設(shè)計(jì)與具體電路有著密切的關(guān)系,也是一個(gè)很復(fù)雜的技術(shù)問題。這里結(jié)合在 PCB
可以單獨(dú)為電源線和地線的線寬做新的約束規(guī)則),減少環(huán)路電阻,尤其要注意使電源線、
地線的供電方向與數(shù)據(jù)、信號的傳遞方向相反,有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。
還應(yīng)做到:數(shù)字地與模擬地分開;若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,則應(yīng)使它們盡量
分開; 低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地, 實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地;
高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地, 地線應(yīng)短而粗, 高頻元件周圍盡量用柵格狀進(jìn)行大面積地敷
銅;盡量加寬電源和地線寬度,好是地線要比電源線寬一些,它們的寬度關(guān)系是,地線>
電源線>信號線。
③數(shù)字電路系統(tǒng)的接地構(gòu)成閉環(huán)路,即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng),能提高抗噪聲能力。
④數(shù)字電流不應(yīng)流經(jīng)模擬器件,高速電流不應(yīng)流經(jīng)低速器件。
⑤在電源地線之間加上去耦電容,以提高電源回路的抗干擾能力。
4 具體實(shí)例
4.1 核心板原理圖
在核心板原理圖中,核心元件為 S3C44BOX。該元件是一款高性能的 16/32 位 RISC 微
處理器,66MHz 的主頻,內(nèi)部集成了 LCD 控制器,適用于手持設(shè)備,采用 160-QFP 封裝。在
該系統(tǒng)中, 電源電路需要使用 5V 和 3. 3V 的直流穩(wěn)壓電源, 其中 S3C44BOX 使用 2. 5V 電源,
外圍器件需 3.3V 電源,其他部分器件需 5V 電源;晶振電路用于向 CPU 以及其他電路提供
工作時(shí)鐘,S3C44BOX 使用常用的無源晶振;U6、U7 和 U9 構(gòu)成此系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)。
信號層,中間哺層分別為電源層和地層。頂層和底層的 PCB 圖如圖 2 和圖 3 所示。
布線成功之后,選擇 Design→Board Shape→Redefine Roard Shape 對 PCB 板進(jìn)行裁剪。
③在由原理圖生成 PCB 圖時(shí),通過手工的方式,將一些要求比較嚴(yán)格的元器件(U5、U6、
U7 和 U9)放置在適當(dāng)?shù)奈恢茫⑵滏i定;同時(shí)要將晶振放置在 U5 的附近。在擺放其他元
器件時(shí)也要注意元器件之間的距離,如果兩個(gè)元器件距離太近,則會產(chǎn)生干擾,并呈綠色顯
示。
應(yīng)該遵循一些高頻電路的
設(shè)計(jì)基本原則,否則會使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定甚至不能正常工作。
⑤對于目前高密度的 PCB
設(shè)計(jì), 已經(jīng)感覺到貫通孔不太適應(yīng)了, 浪費(fèi)了許多寶貴的布線
通道。為解決這一矛盾,出現(xiàn)了盲孔和埋孔技術(shù),它不僅實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)通孔的作用,而且還省出
許多布線通道,使布線過程完成得更加方便、流暢,更加完善。在大多數(shù)教程中,也提倡在
也增加了 PCB
設(shè)計(jì)的成本。 因此是否選取此技術(shù), 要根據(jù)實(shí)際的電路復(fù)雜程度及經(jīng)濟(jì)能力來
決定。筆者在
設(shè)計(jì)四層板的過程中并沒有采用此技術(shù),如果覺得貫通孔數(shù)目太多,則可以在
布線前在布線規(guī)則中限制打孔的上限值。
⑥在布線前, 預(yù)先在布線規(guī)則中設(shè)置頂層采用水平布線, 而底層則采用垂直布線的方式。
這樣做可以使頂層和底層布線相互垂直, 從而避免產(chǎn)生寄生耦合; 同時(shí)在引腳間的連線拐彎
處盡避免使用直角或銳角,因?yàn)樗鼈冊诟哳l電路中會影響電氣性能。
⑦PCB
設(shè)計(jì)采用交互式布線方式。首先對元器件 J1、J2 與 U5 之間的引腳連線手工進(jìn)行
預(yù)布線,在微處理器的輸入/輸出信號中,有相當(dāng)一部分是相同類型的,如數(shù)據(jù)線、地址線
和信號線。對于這些相同類型的信號線應(yīng)該成組、平行分布,并注意它們之間的長短差異不
要太大,這樣既可以減小干擾,增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,又可以使布線變得簡單,印刷
電路板的
外觀更加整齊美觀。 然后對其余元器件采用自動布線(其問可以嘗試不同的布線策略), 當(dāng)布
線成功之后,對一些不理想的布線可以進(jìn)行修改、優(yōu)化。
認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求;然后對焊盤補(bǔ)淚滴,使焊盤不容易起皮,
走線與焊盤不易斷開;后對印制線路板上進(jìn)行大面積敷銅,這樣有利于散熱和屏蔽,減小
干擾。 由于印制線路板板材的基板與銅箔間的粘合劑在浸焊或長時(shí)間受熱時(shí), 會產(chǎn)生揮發(fā)性
氣體無法排除,熱量不易散發(fā),以致產(chǎn)生銅箔膨脹、脫落現(xiàn)象,因此在大面積敷制時(shí),應(yīng)將
結(jié)語
本文中主要介紹丁有關(guān)
電路板的 PcB 沒汁過程以及注意事項(xiàng), 并將親身
設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和大家
共同分享, 但由于本人能力有限, 尚存在許多不足之處, 望能夠得到專業(yè)人士的指正和賜教。
總之,PCB 板的沒計(jì)過程是一個(gè)既復(fù)雜而又簡單的過程,還需廣大電子工程
設(shè)計(jì)人員自己去
體會,才能得到其中的真諦。
來源:
四層電路板的 PCB 設(shè)計(jì)