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全篇干货!PCB可制造性设计及案例分析之线路篇
全篇干货!PCB可制造性设计及案例分析之线路篇
2024年07月26日 10:23 浏览:178 来源:小萍子
要使电子电路获得最佳性能,元器件的布局及导线的布设至关重要,而布线作为PCB设计过程的重中之重,这将直接影响PCB板的性能好坏。
虽然现在很多高级的EDA工具提供了自动布线功能,而且也相当智能化,但是自动布线并不能保证百分百的布通率。
需要注意的是,
布线前,布局这步极为关键,它往往决定了后期布线的难易。
哪些元器件该摆正面,哪些元件该摆背面,都要有所考量。但是这些都是一个仁者见仁,智者见智的问题。
从不同角度考虑摆放位置都可以不一样。其实自己画了原理图,明白所有元件功能,自然对元件摆放有清楚的认识。如果让一个不是画原理图的人来摆放元件,其结果往往会让你大吃一惊。
对于初入门来说,注意模拟元件,数字元件的隔离,以及机械位置的摆放,同时注意电源的拓扑就可以了。下文就结合6个线路的实际案例,针对设计中的一些问题,分享专家的解决方法,以助力全流程降本增效。
一、铜皮填充线避免与走线或阻抗线为同一D码
问题:
①线路层用填充线的方式铺铜皮,后端生产优化时,为了杜绝软件分析时误报及减少数据量,要操作把填充线转成一个整体的铜皮(surface);但是如果前端设计时填充线线宽大小跟其他正常线路线宽大小一样,就无法双击选择,就需要手动一条一条的选择线路,效率低下。
专家建议:
①不建议用填充线方式设计铺铜;
②如果一定要用填充线设计,线宽不要与正常线路设计线宽大小一样;尤其是如下图十字架线宽;否则很容易在后端操作转铜皮时转成一个整体,在优化间距时被掏断,导致开路。
优化方式:
①非特殊情况,采用完整铜皮方式铺铜。
②填充的线宽不能与信号线大小一致,需单独大小(如8.11mil)。
二、密疏布线不推荐or预先加大疏位置线
问题:
布线疏密程度差别大,在实际线路蚀刻时,密集线路那里药水交换速率慢,需要更长时间才能保证线路蚀刻出来;但是其他位置线路同样时间蚀刻,因药水交换速度相对快,就会导致线幼;
专家建议:
①有足够空间满足3倍线宽条件且避免干扰的情况,在稀疏去添加铺铜或平衡铜;
②稀疏区线宽大加2mil以上(主要平衡过渡避免信号突变);
三、PADS文件痛点
问题:
①用PADS软件布线及层管理,相比AD要复杂些,在PCB文件转gerber过程中,非标准的放置元素及2D线违规使用,将导致的一系列不容易发现的问题;
专家建议:
①规范设计文件,特殊设计的文件需说明(如logo放置在layer 119 需要添加到silkscreen top);
②输出gerber文件,用“华秋DFM”软件进行文件正确性查看。
四、铺铜瘦铜丝布线尽量规避
问题:
铺铜瘦铜丝时,要注意有没有这种小细丝;因为整个surface布是一体的,后端软件无法识别准确定位,肉眼看可能会遗漏没发现;生产因为物理摩板的过程,铜条比较细,附着力比较小,可能脱落粘附到旁边的线路,导致短路;
专家建议:
①铺铜时正常产品残铜最新宽度应该要大于6mil,高密度的产品残铜宽度不应小于最新信号线的宽度;
五、关注焊盘设计有效区域
问题:
从设计角度,三角形焊盘相对反常规,后端软件识别时,会误认为是个矩形,不会认为焊盘小,因此不会报错;实际焊接的有效面积只有中间圆那么大,比实际相差一倍多,三角形的尖角实际会蚀刻掉,导致三角形焊盘更小;
专家建议:
①跟上面这个梯形斜角综合来看,从焊盘焊接有效性的角度,边角实际是有效焊接区域;建议设计时,考虑到上下间距比较大,可以考虑把上方的斜角删掉,补充到下方的三角位置,扩大下方焊盘的有效面积;做到上下都是矩形焊盘。
六、板边铺铜线路网络避开铣刀位置
问题:
①客户提供原文件,如上图有红色板边铺铜,但实际生产板子最终是要通过成形工序把它切下来,红色线路在铣刀路径上,就会被切削掉;
②从整个板子设计来看,铜皮左右有很多导通孔仅仅依靠上图箭头位置实现导通,但又因为箭头位置设计了个器件靠近边缘;为了保证间距防止此处短路,因此无空间增加线路导通,设计完全失败需要重新layout。
专家建议:
①从前端设计的角度考虑,板子生产成型过程中考虑后端有一个铣刀的过程,要保证一个适当的间距,这个间距大概要8Mil左右。
②在各个铜箔区布上过孔,保证电气的导通性(下图蓝色箭头)。
优化方式:
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