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[導讀]PCB電路板尺寸和布線層數(shù)需要在設計初期確定。如果設計要求使用高密度球柵數(shù)組(BGA)組件,就必須考慮這些器件布線所需要的最少布線層數(shù)。布線層的數(shù)量以及層疊(stack-up)方式會直接影響到印制線的布線和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線寬度,實現(xiàn)期望的設計效果。

PCB電路板尺寸和布線層數(shù)需要在設計初期確定。如果設計要求使用高密度球柵數(shù)組(BGA)組件,就必須考慮這些器件布線所需要的最少布線層數(shù)。布線層的數(shù)量以及層疊(stack-up)方式會直接影響到印制線的布線和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線寬度,實現(xiàn)期望的設計效果。

自動布線工具本身并不知道應該做些什幺。為完成布線任務,布線工具需要在正確的規(guī)則和限制條件下工作。不同的信號線有不同的布線要求,要對所有特殊要求的信號線進行分類,不同的設計分類也不一樣。每個信號類都應該有優(yōu)先級,優(yōu)先級越高,規(guī)則也越嚴格。規(guī)則涉及印制線寬度、過孔的最大數(shù)量、平行度、信號線之間的相互影響以及層的限制,這些規(guī)則對布線工具的性能有很大影響。認真考慮設計要求是成功布線的重要一步。為最優(yōu)化裝配過程,可制造性設計(DFM)規(guī)則會對組件布局產生限制。如果裝配部門允許組件移動,可以對電路適當優(yōu)化,更便于自動布線。所定義的規(guī)則和約束條件會影響布局設計。

在元器件的布局方面,應該把相互有關的元件盡量放得*近一些,例如,時鐘發(fā)生器、晶振、CPU的時鐘輸入端都易產生噪聲,在放置的時候應把它們近些。對于那些易產生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路開關電路等,應盡量使其遠離單片機的邏輯控制電路和存儲電路(ROM、RAM),如果可能的話,可以將這些電路另外制成電路板,這樣有利于抗干擾,提高電路工作的可靠性。

盡量在關鍵元件,如ROM、RAM等芯片旁邊安裝去耦電容。實際上,印制電路板走線、引腳連線和接線等都可能含有較大的電感效應。大的電感可能會在Vcc走線上引起嚴重的開關噪聲尖峰。防止Vcc走線上開關噪聲尖峰的唯一方法,是在VCC與電源地之間安放一個0.1uF的電子去耦電容。如果電路板上使用的是表面貼裝元件,可以用片狀電容直接緊*著元件,在Vcc引腳上固定。最好是使用瓷片電容,這是因為這種電容具有較低的靜電損耗(ESL)和高頻阻抗,另外這種電容溫度和時間上的介質穩(wěn)定性也很不錯。盡量不要使用鉭電容,因為在高頻下它的阻抗較高。 在安放去耦電容時需要注意以下幾點: 在印制電路板的電源輸入端跨接100uF左右的電解電容,如果體積允許的話,電容量大一些則更好?!≡瓌t上每個集成電路芯片的旁邊都需要放置一個0.01uF的瓷片電容,如果電路板的空隙太小而放置不下時,可以每10個芯片左右放置一個1~10的鉭電容?!τ诳垢蓴_能力弱、關斷時電流變化大的元件和RAM、ROM等存儲元件,應該在電源線(Vcc)和地線之間接入去耦電容?!‰娙莸囊€不要太長,特別是高頻旁路電容不能帶引線。

在單片機控制系統(tǒng)中,地線的種類有很多,有系統(tǒng)地、屏蔽地、邏輯地、模擬地等,地線是否布局合理,將決定電路板的抗干擾能力。在設計地線和接地點的時候,應該考慮以下問題: 邏輯地和模擬地要分開布線,不能合用,將它們各自的地線分別與相應的電源地線相連。在設計時,模擬地線應盡量加粗,而且盡量加大引出端的接地面積。一般來講,對于輸入輸出的模擬信號,與單片機電路之間最好通過光耦進行隔離。

PCB布線的常見規(guī)則

1、連線精簡原則:

連線要精簡,盡可能短,盡量少拐彎,力求線條簡單明了,特別是在高頻回路中,當然為了達到阻抗匹配而需要進行特殊延長的線就例外了,例如蛇行走線等。

2、安全載流原則:

銅線的寬度應以自己所能承載的電流為基礎進行設計,銅線的載流能力取決于以下因素:線寬、線厚(銅鉑厚度)、允許溫升等,下表給出了銅導線的寬度和導線面積以及導電電流的關系(軍品標準),可以根據(jù)這個基本的關系對導線寬度進行適當?shù)目紤]。

3、電磁抗干擾原則:

電磁抗干擾原則涉及的知識點比較多,例如銅膜線的拐彎處應為圓角或斜角(因為高頻時直角或者尖角的拐彎會影響電氣性能)雙面板兩面的導線應互相垂直、斜交或者彎曲走線,盡量避免平行走線,減小寄生耦合等。


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