Per ottenere una buona progettazione del PCB, oltre al layout generale del routing, sono cruciali anche le regole relative alla larghezza e alla spaziatura delle linee.Questo perché la larghezza e la spaziatura delle linee determinano le prestazioni e la stabilità del circuito.Pertanto, questo articolo fornirà un'introduzione dettagliata alle regole generali di progettazione per la larghezza e la spaziatura della linea del PCB.
È importante notare che le impostazioni predefinite del software devono essere configurate correttamente e l'opzione Design Rule Check (DRC) deve essere abilitata prima dello sbroglio.Si consiglia di utilizzare una griglia da 5 mil per il routing e, a parità di lunghezza, è possibile impostare una griglia da 1 mil in base alla situazione.
Regole sulla larghezza della linea PCB:
1.Il percorso dovrebbe innanzitutto soddisfare la capacità produttiva della fabbrica.Confermare il produttore di produzione con il cliente e determinarne la capacità produttiva.Se il cliente non fornisce requisiti specifici, fare riferimento ai modelli di progettazione dell'impedenza per la larghezza della linea.
2.Modelli di impedenza: in base allo spessore della scheda e ai requisiti dello strato forniti dal cliente, selezionare il modello di impedenza appropriato.Impostare la larghezza della linea in base alla larghezza calcolata all'interno del modello di impedenza.I valori di impedenza comuni includono 50Ω single-ended, 90Ω differenziale, 100Ω, ecc. Notare se il segnale dell'antenna da 50Ω deve considerare il riferimento allo strato adiacente.Per i comuni stackup di strati PCB come riferimento di seguito.
3. Come mostrato nello schema seguente, la larghezza della linea deve soddisfare i requisiti di capacità di trasporto di corrente.In generale, in base all'esperienza e considerando i margini di instradamento, la progettazione della larghezza della linea elettrica può essere determinata dalle seguenti linee guida: Per un aumento di temperatura di 10°C, con uno spessore di rame di 1 oncia, una larghezza della linea di 20 mil può gestire una corrente di sovraccarico di 1 A;per uno spessore di rame di 0,5 once, una larghezza della linea di 40 mil può gestire una corrente di sovraccarico di 1 A.
4. Per scopi di progettazione generale, la larghezza della linea dovrebbe preferibilmente essere controllata al di sopra di 4mil, che può soddisfare le capacità di produzione della maggior parte dei produttori di PCB.Per i progetti in cui non è necessario il controllo dell'impedenza (principalmente schede a 2 strati), progettare una larghezza di linea superiore a 8 mil può aiutare a ridurre i costi di produzione del PCB.
5. Considerare l'impostazione dello spessore del rame per lo strato corrispondente nel percorso.Prendi ad esempio 2 once di rame, prova a progettare la larghezza della linea superiore a 6 mil.Più spesso è il rame, maggiore è la larghezza della linea.Richiedere i requisiti di produzione della fabbrica per progetti con spessore del rame non standard.
6. Per i progetti BGA con passi da 0,5 mm e 0,65 mm, in determinate aree è possibile utilizzare una larghezza di linea di 3,5 mil (può essere controllata dalle regole di progettazione).
7. I progetti di schede HDI possono utilizzare una larghezza di linea di 3 milioni.Per progetti con larghezze di linea inferiori a 3mil, è necessario confermare con il cliente la capacità produttiva della fabbrica, poiché alcuni produttori possono supportare solo larghezze di linea di 2mil (possono essere controllate dalle regole di progettazione).Le larghezze di linea più sottili aumentano i costi di produzione e prolungano il ciclo di produzione.
8. I segnali analogici (come i segnali audio e video) dovrebbero essere progettati con linee più spesse, in genere intorno a 15mil.Se lo spazio è limitato, la larghezza della linea deve essere controllata sopra 8mil.
9. I segnali RF devono essere gestiti con linee più spesse, con riferimento a strati adiacenti e impedenza controllata a 50Ω.I segnali RF dovrebbero essere elaborati sugli strati esterni, evitando gli strati interni e riducendo al minimo l'uso di via o cambiamenti di strato.I segnali RF dovrebbero essere circondati da un piano di massa, con lo strato di riferimento preferibilmente costituito dal rame GND.
Regole di spaziatura delle linee di cablaggio PCB
1. Il cablaggio deve innanzitutto soddisfare la capacità di elaborazione della fabbrica e l'interlinea deve soddisfare la capacità di produzione della fabbrica, generalmente controllata a 4 mil o superiore.Per i progetti BGA con spaziatura di 0,5 mm o 0,65 mm, in alcune aree è possibile utilizzare un'interlinea di 3,5 mil.I progetti HDI possono scegliere un'interlinea di 3 mil.I progetti inferiori a 3 milioni devono confermare con il cliente la capacità produttiva dello stabilimento di produzione.Alcuni produttori hanno una capacità produttiva di 2 milioni (controllata in aree di progettazione specifiche).
2. Prima di progettare la regola di interlinea, considerare i requisiti di spessore del rame del progetto.Per 1 oncia di rame, provare a mantenere una distanza di 4 mil o superiore, e per 2 once di rame, provare a mantenere una distanza di 6 mil o superiore.
3. La progettazione della distanza per le coppie di segnali differenziali deve essere impostata in base ai requisiti di impedenza per garantire una spaziatura adeguata.
4. Il cablaggio deve essere tenuto lontano dal telaio della scheda e cercare di garantire che il telaio della scheda possa avere collegamenti di terra (GND).Mantenere la distanza tra i segnali e i bordi della scheda superiore a 40 mil.
5. Il segnale dello strato di potenza dovrebbe avere una distanza di almeno 10 mil dallo strato GND.La distanza tra i piani di alimentazione e quelli in rame deve essere di almeno 10 mil.Per alcuni circuiti integrati (come i BGA) con spaziatura minore, la distanza può essere regolata in modo appropriato fino a un minimo di 6 mil (controllato in aree di progettazione specifiche).
6.Segnali importanti come orologi, differenziali e segnali analogici dovrebbero avere una distanza pari a 3 volte la larghezza (3W) o essere circondati da piani di terra (GND).La distanza tra le linee dovrebbe essere mantenuta a 3 volte la larghezza della linea per ridurre la diafonia.Se la distanza tra i centri di due linee non è inferiore a 3 volte la larghezza della linea, è possibile mantenere il 70% del campo elettrico tra le linee senza interferenze, noto come principio 3W.
7. I segnali dei livelli adiacenti dovrebbero evitare il cablaggio parallelo.La direzione di instradamento dovrebbe formare una struttura ortogonale per ridurre la diafonia interstrato non necessaria.
8. Quando si esegue la posa sullo strato superficiale, mantenere una distanza di almeno 1 mm dai fori di montaggio per evitare cortocircuiti o strappi della linea dovuti alle sollecitazioni di installazione.L'area attorno ai fori delle viti deve essere mantenuta libera.
9. Nella suddivisione degli strati di potere evitare divisioni eccessivamente frammentate.In un piano di potenza, cercare di non avere più di 5 segnali di potenza, preferibilmente entro 3 segnali di potenza, per garantire la capacità di trasporto di corrente ed evitare il rischio che il segnale attraversi il piano diviso degli strati adiacenti.
10. Le divisioni del piano di potenza dovrebbero essere mantenute il più regolari possibile, senza divisioni lunghe o a forma di manubrio, per evitare situazioni in cui le estremità sono grandi e il centro è piccolo.La capacità di carico di corrente deve essere calcolata in base alla larghezza più stretta del piano di alimentazione in rame.
Shenzhen ANKE PCB Co.,LTD
2023-9-16
Orario di pubblicazione: 19 settembre 2023
