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将PCB设计进行到底

将PCB设计进行到底

在当前岗位上,PCB设计本不是份内工作,但是所里的PCB设计部门那工作效率实在无法忍受,快过年了出差外协也很是不方便。手头的项目里三个板子还是蛮急的,希望年前都能发出去制板,无奈之下只能选择自己动手。过去自己设计的PCB两层板较多,大都是简单的数字信号板,基本不带大电流、模数混合或者高速(50M以上),所以大都没什么特别讲究,画出来的板子也都像模像样的工作。唯一一次做得6层板还只是一个简单的转接板,4个信号层光走简单的一个方向的线。于是这次也很想再尝试一下。

机会被抓住了,那就逃不掉了。上图,有两组各两路的电源冗余电路在左右上角,对电流要求也比较高。在和电源设计人员讨论后,除了电源层外其他层也大面积的铺铜。

图1

图2

在这个大电流电路的PCB布局布线过程中,也是学到了一些过去未曾面对过也未曾仔细思考过的东西。另外,毕竟不是专门做PCB设计的,有些规范性的东西还是有些陌生。也是请教了所里的PCB设计师,要来了一份内部参考规范文档。消化后也是有所收获的。

  1. 关于孔径大小:最小应不低于 0.2mm,最大不大于6mm。如大于6mm,则用机械层制作。在另一块板子上用的一个继电器的焊盘是焊线用的,所以必须在板子上开一个很大的矩形孔,好将这个继电器固定在板子上。于是想当然的在PCB上画了一个超大的矩形焊盘,但是在PCB设计师检查师告诉我大于6mm的孔直接画上去工厂的机器好像是打不出来的(据说应该是没那么大的钻孔设备),改用Mechanical1层画一个矩形框就行。

  2. 关于过孔:目前采用贯通式过孔(through hole), 如果因为布线密度问题需要采用埋孔(blind/buried via )应先与厂商协商。刚学PCB设计的时候通常也看到坛子里有人讨论什么通孔、盲孔、埋孔的概念,还分析的头头是道,实际上要国内的(国外的我不知道)印制板厂商做盲孔和埋孔成本应该是很高的,所以很少听说PCB设计中使用埋孔和盲孔的。

  3. 在双层板设计中,一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用,同时还要充分考虑到由于器件产生的电源噪声对下游的器件的影响,一般来说,采用总线结构设计比较好,在设计时,还要考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造成的影响,必要时增加一些电源滤波环路,避免产生电位差。之前我听一个朋友(也是一个牛人)说过在对电源布线的时候,优先让电源导线经过去耦电容,但是有一回在一个研讨会上请教据说是国内该领域的专家时,得到的答复是不需要考虑。不过今天从这份规范里得到的综合的说法也许更合情合理,对于两层板确是有走线讲究;但是多层板(有专门的内电层)就不需要过多考虑这个问题了。

4. 为了减少层间信号的电磁干扰,相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。也许对于横的走一层竖的走另一层的布线方式,我们更多的只是简单的以为这样可以提供不同率,但是我们不应该忘记更重要的是为了减少层间的电磁干扰。

5. 平面层一般用于电路的电源和地层(参考层),由于电路中可能用到不同的电源和地层,需要对电源层和地层进行分隔,其分隔宽度要考虑不同电源之间的电位差,电位差大于12V时,分隔宽度为50mil,反之可选20--40mil 。

6. 另外,对于电流和线宽(包括板厚)的关系,这里给一个表大家参考。

铜皮厚度35um

铜皮厚度50um

铜皮厚度70um

宽度mm

电流A

宽度mm

电流A

宽度 mm

电流A

0.15

0.20

0.15

0.50

0.15

0.70

0.20

0.55

0.20

0.70

0.20

0.90

0.30

0.80

0.30

1.10

0.30

1.30

0.40

1.10

0.40

1.35

0.40

1.70

0.50

1.35

0.50

1.70

0.50

2.00

0.60

1.60

0.60

1.90

0.60

2.30

0.80

博主
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