כדי להשיג עיצוב PCB טוב, בנוסף לפריסת הניתוב הכוללת, הכללים לרוחב השורות והמרווחים הם גם חיוניים.הסיבה לכך היא שרוחב הקו והמרווח קובעים את הביצועים והיציבות של המעגל.לכן, מאמר זה יספק מבוא מפורט לכללי התכנון הכלליים עבור רוחב ומרווח קווי PCB.
חשוב לציין שהגדרות ברירת המחדל של התוכנה צריכות להיות מוגדרות כראוי ויש להפעיל את האפשרות Design Rule Check (DRC) לפני הניתוב.מומלץ להשתמש ברשת 5mil לניתוב, ובאורכים שווים ניתן להגדיר רשת 1mil בהתאם למצב.
כללי רוחב קו PCB:
1. ניתוב צריך קודם כל לעמוד ביכולת הייצור של המפעל.אשר את יצרן הייצור עם הלקוח וקבע את יכולת הייצור שלו.אם הלקוח לא מספק דרישות ספציפיות, עיין בתבניות עיצוב עכבה עבור רוחב הקו.
2. תבניות עכבה: בהתבסס על עובי הלוח ודרישות השכבה שסופקו מהלקוח, בחר את דגם העכבה המתאים.הגדר את רוחב הקו בהתאם לרוחב המחושב בתוך מודל העכבה.ערכי עכבה נפוצים כוללים 50Ω חד-קצה, דיפרנציאלי 90Ω, 100Ω וכו'. שימו לב אם אות האנטנה של 50Ω צריך לשקול התייחסות לשכבה הסמוכה.עבור ערימות שכבת PCB נפוצות כפנייה להלן.
3. כפי שמוצג בתרשים שלהלן, רוחב הקו צריך לעמוד בדרישות כושר נשיאת הזרם.באופן כללי, בהתבסס על ניסיון ובהתחשב במרווחי ניתוב, ניתן לקבוע את תכנון רוחב קו החשמל לפי ההנחיות הבאות: עבור עליית טמפרטורה של 10°C, עם עובי נחושת של 1oz, רוחב קו של 20 מיליליטר יכול להתמודד עם זרם עומס יתר של 1A;עבור עובי נחושת של 0.5 אונקיות, רוחב קו של 40 מיליליטר יכול להתמודד עם זרם עומס יתר של 1A.
4. למטרות עיצוב כלליות, רצוי לשלוט ברוחב הקו מעל 4mil, מה שיכול לעמוד ביכולות הייצור של רוב יצרני ה-PCB.עבור תכנונים שבהם בקרת עכבה אינה נחוצה (בעיקר לוחות דו-שכבתיים), תכנון רוחב קו מעל 8mil יכול לעזור להפחית את עלות הייצור של ה-PCB.
5. שקול את הגדרת עובי הנחושת עבור השכבה המתאימה בניתוב.קח 2oz נחושת למשל, נסה לעצב את רוחב הקו מעל 6mil.ככל שהנחושת עבה יותר, כך רוחב הקו רחב יותר.שאל את דרישות הייצור של המפעל עבור עיצובים לא סטנדרטיים בעובי נחושת.
6. עבור עיצובי BGA עם שיפועים של 0.5 מ"מ ו-0.65 מ"מ, ניתן להשתמש ברוחב קו של 3.5 מיליליטר באזורים מסוימים (ניתן לשלוט על ידי כללי עיצוב).
7. עיצובי לוח HDI יכולים להשתמש ברוחב קו של 3mil.עבור עיצובים עם רוחב קו מתחת ל-3mil, יש צורך לאשר את יכולת הייצור של המפעל עם הלקוח, מכיוון שחלק מהיצרנים יכולים רק ל-2mil רוחב קו (ניתן לשלוט על ידי כללי עיצוב).רוחב קו דק יותר מגדיל את עלויות הייצור ומאריך את מחזור הייצור.
8. יש לעצב אותות אנלוגיים (כגון אותות אודיו ווידאו) עם קווים עבים יותר, בדרך כלל בסביבות 15 מיל.אם המקום מוגבל, יש לשלוט ברוחב הקו מעל 8 מיל.
9. יש לטפל באותות RF בקווים עבים יותר, תוך התייחסות לשכבות סמוכות ועכבה נשלטת ב-50Ω.יש לעבד אותות RF בשכבות החיצוניות, להימנע משכבות פנימיות ולמזער את השימוש בוויאס או בשינויי שכבות.אותות RF צריכים להיות מוקפים במישור הארקה, כאשר שכבת הייחוס רצוי להיות נחושת GND.
כללי מרווח קווי חיווט PCB
1. החיווט צריך לעמוד תחילה בכושר העיבוד של המפעל, והמרווח בין השורות צריך לעמוד ביכולת הייצור של המפעל, נשלט בדרך כלל ב-4 מיל או יותר.עבור עיצובי BGA עם מרווח של 0.5 מ"מ או 0.65 מ"מ, ניתן להשתמש במרווח שורות של 3.5 מיליליטר באזורים מסוימים.עיצובי HDI יכולים לבחור מרווח שורות של 3 מיל.עיצובים מתחת ל-3 mil חייבים לאשר את יכולת הייצור של מפעל הייצור עם הלקוח.לחלק מהיצרנים יש יכולת ייצור של 2 מיליליטר (נשלטת באזורי עיצוב ספציפיים).
2. לפני תכנון כלל מרווח השורות, שקול את דרישת עובי הנחושת של העיצוב.עבור 1 אונקיית נחושת נסה לשמור על מרחק של 4 מיל או יותר, ועבור 2 אונקיית נחושת, נסה לשמור על מרחק של 6 מיל ומעלה.
3. יש להגדיר את עיצוב המרחק עבור צמדי אותות דיפרנציאליים בהתאם לדרישות העכבה כדי להבטיח מרווח מתאים.
4. יש להרחיק את החיווט ממסגרת הלוח ולנסות להבטיח שמסגרת הלוח יכולה להיות עם חיבורים לקרקע (GND).שמור על המרחק בין האותות לקצוות הלוח מעל 40 מיל.
5. לאות שכבת הכוח צריך להיות מרחק של לפחות 10 מיל משכבת GND.המרחק בין מטוסי הנחושת הכוח והכוח צריך להיות לפחות 10 מיליליטר.עבור ICs מסוימים (כגון BGAs) עם מרווח קטן יותר, ניתן להתאים את המרחק כראוי למינימום של 6 מיליליטר (נשלט באזורי עיצוב ספציפיים).
6.אותות חשובים כמו שעונים, דיפרנציאלים ואותות אנלוגיים צריכים להיות בעלי מרחק של פי 3 מהרוחב (3W) או להיות מוקפים במטוסי קרקע (GND).יש לשמור על המרחק בין הקווים בפי 3 מרוחב הקו כדי להפחית את ההצלבה.אם המרחק בין מרכזים של שני קווים אינו קטן מפי 3 מרוחב הקו, הוא יכול לשמור על 70% מהשדה החשמלי בין הקווים ללא הפרעות, הידוע כעקרון ה-3W.
7.אותות שכבה סמוכים צריכים להימנע מחיווט מקביל.כיוון הניתוב צריך ליצור מבנה אורתוגונלי כדי להפחית הצלבה בין-שכבתית מיותרת.
8. בעת ניתוב על שכבת פני השטח, שמור על מרחק של לפחות 1 מ"מ מחורי ההרכבה כדי למנוע קצר חשמלי או קריעת קווים עקב עומס ההתקנה.יש לשמור על השטח סביב חורי הברגים נקי.
9. בעת חלוקת שכבות כוח, הימנע מחלוקות מפוצלות יתר על המידה.במישור כוח אחד, השתדלו שלא יהיו יותר מ-5 אותות מתח, רצוי בתוך 3 אותות מתח, כדי להבטיח יכולת נשיאת זרם ולמנוע את הסיכון לחצות אותות במישור המפוצל של שכבות סמוכות.
10. יש לשמור על חלוקות מטוסי כוח סדירות ככל האפשר, ללא חלוקות ארוכות או בצורת משקולת, כדי למנוע מצבים בהם הקצוות גדולים והאמצע קטן.יש לחשב את כושר הנשיאה הנוכחי בהתבסס על הרוחב הצר ביותר של מישור הנחושת הכוח.
שנזן ANKE PCB Co., Ltd
2023-9-16
זמן פרסום: 19 בספטמבר 2023
