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EDA技術(shù)pcb板設(shè)計(jì)中布線規(guī)則
在EDA技術(shù)PCB板設(shè)計(jì)中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟，可以說(shuō)前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的。那么PCB板的布線規(guī)則是什么呢?有什么特點(diǎn)呢?一起來(lái)看看吧!
在整個(gè)PCB板設(shè)計(jì)中，以布線的設(shè)計(jì)過(guò)程限定最高，技巧最細(xì)、工作量最大。PCB板布線分單面布線、 雙面布線及多層布線。PCB板布線的方式也有兩種：自動(dòng)布線及交互式布線。在自動(dòng)布線之前，可以用交互式預(yù)先進(jìn)行要求比較嚴(yán)格的布線。輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾，必要時(shí)應(yīng)加地線隔離。兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
PCB板自動(dòng)布線的布通率，依賴(lài)于良好的PCB板布局，布線規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定，包括走線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進(jìn)的數(shù)目等。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線，快速地把短線連通，然后進(jìn)行迷宮式布線，先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu)化，它可以根據(jù)需要斷開(kāi)已布的線，并試著重新再布線，以改進(jìn)總體效果。
對(duì)目前高密度的PCB板設(shè)計(jì)已感覺(jué)到貫通孔不太適應(yīng)了，它浪費(fèi)了許多寶貴的布線通道，為解決這個(gè)問(wèn)題，出現(xiàn)了盲孔和埋孔技術(shù)。它不僅完成了導(dǎo)通孔的作用，還省出許多布線通道，使布線過(guò)程完成得更加流暢，更加完善。PCB板設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜而又簡(jiǎn)單的過(guò)程，要想很好地掌握它，還需電子工程設(shè)計(jì)人員去自已體會(huì)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
1、電源、地線的處理
在整個(gè)PCB板設(shè)計(jì)中，即使布線完成得都很好，但因?yàn)殡娫础⒌鼐�的考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下降，有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對(duì)電源、地線的布線要認(rèn)真對(duì)待，把電源、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
對(duì)每個(gè)從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程人員來(lái)說(shuō)都明白地線與電源線之間噪音所產(chǎn)生的原因，現(xiàn)只對(duì)降低式抑制噪音作以表述。眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線>電源線>信號(hào)線，通常信號(hào)線寬為：0.2～0.3mm，最經(jīng)細(xì)寬度可達(dá)0.05～0.07mm，電源線為1.2～2.5 mm，對(duì)數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路，即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用(模擬電路的地不能這樣使用) 用大面積銅層作地線用，在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板，電源，地線各占用一層。
2、數(shù)字電路與模擬電路的共地處理
現(xiàn)在有許多PCB板不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路)，而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在PCB板設(shè)計(jì)布線時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾問(wèn)題，特別是地線上的噪音干擾。數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對(duì)信號(hào)線來(lái)說(shuō)，高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路件，對(duì)地線來(lái)說(shuō)，整個(gè)PCB板對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，所以必須在PCB板內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問(wèn)題。而在PCB板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開(kāi)的，它們之間互不相連，只是在PCB板與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接，請(qǐng)注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)。也有在PCB板上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)決定。
3、信號(hào)線布在電(地)層上
在多層PCB板布線時(shí)，由于在信號(hào)線層沒(méi)有布完的線剩下已經(jīng)不多，再多加層數(shù)就會(huì)造成浪費(fèi)，也會(huì)給生產(chǎn)增加一定的工作量，成本也相應(yīng)增加了，為解決這個(gè)矛盾，可以考慮在電(地)層上進(jìn)行布線。
首先應(yīng)考慮用電源層，其次才是地層。因?yàn)樽詈檬潜Ａ舻貙拥耐暾浴?/p>
4、大面積導(dǎo)體中連接腿的處理
在大面積的接地(電)中，常用元器件的腿與其連接，對(duì)連接腿的處理需要進(jìn)行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件腿的焊盤(pán)與銅面滿(mǎn)接為好，但對(duì)元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如：①焊接需要
大功率加熱器。②容易造成虛焊點(diǎn)。所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤(pán)，稱(chēng)之為熱隔離(heat shield)俗稱(chēng)熱焊盤(pán)(Thermal)，這樣，可使在焊接時(shí)因截面過(guò)分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少。多層PCB板的接電(地)層腿的處理相同。
5、PCB板布線中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用
在許多CAD系統(tǒng)中，PCB板布線是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)決定的。網(wǎng)格過(guò)密，通路雖然有所增加，但步進(jìn)太小，圖場(chǎng)的數(shù)據(jù)量過(guò)大，這必然對(duì)設(shè)備的存貯空間有更高的要求，同時(shí)也對(duì)象計(jì)算機(jī)類(lèi)電子產(chǎn)品的運(yùn)算速度有極大的影響。而有些通路是無(wú)效的，如被元件腿的焊盤(pán)占用的或被安裝孔、定們孔所占用的等。網(wǎng)格過(guò)疏，通路太少對(duì)布通率的影響極大。所以要有一個(gè)疏密合理的網(wǎng)格系統(tǒng)來(lái)支持布線的進(jìn)行。
標(biāo)準(zhǔn)元器件兩腳之間的距離為0.1英寸(2.54mm)，所以網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍數(shù)如0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
6、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)
PCB板布線設(shè)計(jì)完成后，需認(rèn)真檢查布線設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)者所制定的規(guī)則，同時(shí)也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合PCB板生產(chǎn)工藝的需求，一般檢查有如下幾個(gè)方面：
(1)線與線，線與元件焊盤(pán)，線與貫通孔，元件焊盤(pán)與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。
(2)電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合(低的波阻抗)，在PCB板中是否還有能讓地線加寬的地方。
(3)對(duì)于關(guān)鍵的信號(hào)線是否采取了最佳措施，如長(zhǎng)度最短，加保護(hù)線，輸入線及輸出線被明顯地分開(kāi)。
(4)模擬電路和數(shù)字電路部分，是否有各自獨(dú)立的地線。
(5)后加在PCB板中的圖形(如圖標(biāo)、注標(biāo))是否會(huì)造成信號(hào)短路。 對(duì)一些不理想的線形進(jìn)行修改。
(6)在PCB板上是否加有工藝線，阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤(pán)上，以免影響電裝質(zhì)量。
(7)多層PCB板中的電源地層的外框邊緣是否縮小，如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。
拓展閱讀：
辦公室的網(wǎng)絡(luò)布線設(shè)計(jì)規(guī)劃方案介紹
一、辦公室布線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則
1、綜合性
辦公室布線需要滿(mǎn)足各種不同模擬或數(shù)字信號(hào)的傳輸需求，將所有的語(yǔ)言、數(shù)據(jù)、圖象、 監(jiān)控設(shè)備的布線組合在一套標(biāo)準(zhǔn)的布線系統(tǒng)上， 設(shè)備與信息出口之間只需一根標(biāo)準(zhǔn)的連接線通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口把它們接通即可。
2、可靠性
辦公室布線系統(tǒng)使用的產(chǎn)品必須要通過(guò)國(guó)際組織認(rèn)證，布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試以ANSI EIA/TIA 568A及GB/T50311-200為布線標(biāo)準(zhǔn)、遵循國(guó)內(nèi)的布線規(guī)范和測(cè)試規(guī)范。
3、靈活性
每個(gè)辦公地點(diǎn)到底使用多少個(gè)信息點(diǎn)，辦公室布線不僅滿(mǎn)足用戶(hù)當(dāng)前需求，也要符合用戶(hù)對(duì)未來(lái)信息系統(tǒng)統(tǒng)的期望;而且數(shù)據(jù)、語(yǔ)音雙絞線布線應(yīng)具有可換性，構(gòu)成一套完整的布線系統(tǒng)。
4、合理性
辦公室強(qiáng)弱電的布線走向要合理搭配，互不干擾，而且要外形美觀;用戶(hù)同時(shí)使用計(jì)算機(jī)的電源、電話、網(wǎng)線要方便操作、便于以后的運(yùn)行維護(hù)。
5、有線和無(wú)線的互補(bǔ)性
根據(jù)大樓的具體建筑環(huán)境和辦公要求，長(zhǎng)期還是臨時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)等情況下，決定采用有線的布線還是無(wú)線;一般來(lái)說(shuō)，是將有線和無(wú)線結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮各自的特長(zhǎng)，來(lái)達(dá)到我們上網(wǎng)辦公的目的。
二、辦公室網(wǎng)絡(luò)布線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施
1、辦公室布線的需求
辦公室布線的信息插座作為布線系統(tǒng)的水平子系統(tǒng)一部分，不管企業(yè)的辦公應(yīng)用如何變化，辦公室綜合布線需要滿(mǎn)足我們以下要求。
對(duì)電話的要求：利用電話交換機(jī)，將企業(yè)與外界有效地聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)方便內(nèi)部通話。
對(duì)電腦網(wǎng)絡(luò)的要求：綜合布線采用星形結(jié)構(gòu)，能支持現(xiàn)在及今后的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 10Mb以太網(wǎng)、 100Mb快速以太網(wǎng)、1000Mb千兆位以太網(wǎng)。
對(duì)圖像傳輸方面的需求：模擬圖像、數(shù)字圖像、會(huì)議電視等。
現(xiàn)代化的辦公環(huán)境，通訊時(shí)刻要保證穩(wěn)定可靠。在出現(xiàn)下面情況的時(shí)候，我們都要謹(jǐn)慎考慮布線系統(tǒng)：在新大樓修建前，在新大樓修建中，在舊樓改造時(shí)，在企業(yè)需遷新址時(shí);在公司電話、電腦應(yīng)用增加，而尚未采用綜合布線時(shí);在企業(yè)以往的布線系統(tǒng)不能滿(mǎn)足需求時(shí)。
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