Para obter um bom design de PCB, além do layout geral de roteamento, as regras para largura e espaçamento de linha também são cruciais.Isso ocorre porque a largura e o espaçamento das linhas determinam o desempenho e a estabilidade da placa de circuito.Portanto, este artigo fornecerá uma introdução detalhada às regras gerais de projeto para largura e espaçamento de linha de PCB.
É importante observar que as configurações padrão do software devem ser configuradas corretamente e a opção Design Rule Check (DRC) deve ser habilitada antes do roteamento.Recomenda-se usar uma grade de 5mil para roteamento, e para comprimentos iguais a grade de 1mil pode ser definida com base na situação.
Regras de largura de linha PCB:
1. O roteamento deve primeiro atender à capacidade de fabricação da fábrica.Confirme o fabricante da produção com o cliente e determine sua capacidade de produção.Se nenhum requisito específico for fornecido pelo cliente, consulte os modelos de design de impedância para largura de linha.
2. Modelos de impedância: Com base na espessura da placa fornecida e nos requisitos de camada do cliente, selecione o modelo de impedância apropriado.Defina a largura da linha de acordo com a largura calculada dentro do modelo de impedância.Os valores de impedância comuns incluem 50Ω de terminação única, 90Ω diferencial, 100Ω, etc. Observe se o sinal da antena de 50Ω deve considerar a referência à camada adjacente.Para empilhamentos comuns de camadas de PCB, conforme referência abaixo.
3. Conforme mostrado no diagrama abaixo, a largura da linha deve atender aos requisitos de capacidade de transporte de corrente.Em geral, com base na experiência e considerando as margens de roteamento, o projeto da largura da linha de energia pode ser determinado pelas seguintes diretrizes: Para um aumento de temperatura de 10°C, com 1oz de espessura de cobre, uma largura de linha de 20mil pode suportar uma corrente de sobrecarga de 1A;para espessura de cobre de 0,5 onças, uma largura de linha de 40 mil pode suportar uma corrente de sobrecarga de 1A.
4. Para fins gerais de projeto, a largura da linha deve ser preferencialmente controlada acima de 4mil, o que pode atender às capacidades de fabricação da maioria dos fabricantes de PCB.Para projetos onde o controle de impedância não é necessário (principalmente placas de 2 camadas), projetar uma largura de linha acima de 8mil pode ajudar a reduzir o custo de fabricação da PCB.
5. Considere a configuração da espessura do cobre para a camada correspondente no roteamento.Pegue 2 onças de cobre, por exemplo, tente projetar a largura da linha acima de 6mil.Quanto mais espesso for o cobre, maior será a largura da linha.Solicite os requisitos de fabricação da fábrica para projetos de espessura de cobre não padronizados.
6. Para projetos BGA com passos de 0,5 mm e 0,65 mm, uma largura de linha de 3,5 mil pode ser usada em certas áreas (pode ser controlada pelas regras de projeto).
7. Os designs de placa HDI podem usar uma largura de linha de 3mil.Para projetos com larguras de linha abaixo de 3mil, é necessário confirmar a capacidade de produção da fábrica com o cliente, pois alguns fabricantes só conseguem larguras de linha de 2mil (pode ser controlado pelas regras de projeto).Larguras de linha mais finas aumentam os custos de fabricação e estendem o ciclo de produção.
8. Sinais analógicos (como sinais de áudio e vídeo) devem ser projetados com linhas mais grossas, normalmente em torno de 15mil.Se o espaço for limitado, a largura da linha deve ser controlada acima de 8mil.
9. Os sinais de RF devem ser tratados com linhas mais grossas, com referência às camadas adjacentes e impedância controlada em 50Ω.Os sinais de RF devem ser processados nas camadas externas, evitando camadas internas e minimizando o uso de vias ou mudanças de camada.Os sinais de RF devem ser circundados por um plano de aterramento, sendo a camada de referência preferencialmente o cobre GND.
Regras de espaçamento entre linhas de fiação de PCB
1. A fiação deve primeiro atender à capacidade de processamento da fábrica, e o espaçamento entre linhas deve atender à capacidade de produção da fábrica, geralmente controlada em 4 mil ou mais.Para designs BGA com espaçamento de 0,5 mm ou 0,65 mm, um espaçamento entre linhas de 3,5 mil pode ser usado em algumas áreas.Os projetos HDI podem escolher um espaçamento entre linhas de 3 mil.Projetos abaixo de 3 mil devem confirmar a capacidade de produção da fábrica com o cliente.Alguns fabricantes têm capacidade de produção de 2 mil (controlada em áreas específicas de design).
2. Antes de projetar a regra de espaçamento entre linhas, considere os requisitos de espessura do cobre do projeto.Para 1 onça de cobre, tente manter uma distância de 4 mil ou mais, e para 2 onças de cobre, tente manter uma distância de 6 mil ou mais.
3. O projeto de distância para pares de sinais diferenciais deve ser definido de acordo com os requisitos de impedância para garantir o espaçamento adequado.
4. A fiação deve ser mantida longe da estrutura da placa e tentar garantir que a estrutura da placa possa ter vias de aterramento (GND).Mantenha a distância entre os sinais e as bordas da placa acima de 40 mil.
5. O sinal da camada de potência deve estar a uma distância de pelo menos 10 mil da camada GND.A distância entre os planos de potência e cobre de potência deve ser de pelo menos 10 mil.Para alguns ICs (como BGAs) com espaçamento menor, a distância pode ser ajustada adequadamente para um mínimo de 6 mil (controlado em áreas de design específicas).
6.Sinais importantes como relógios, diferenciais e sinais analógicos devem ter uma distância de 3 vezes a largura (3W) ou ser cercados por planos de terra (GND).A distância entre as linhas deve ser mantida em 3 vezes a largura da linha para reduzir diafonia.Se a distância entre os centros de duas linhas não for inferior a 3 vezes a largura da linha, pode-se manter 70% do campo elétrico entre as linhas sem interferência, o que é conhecido como princípio 3W.
7. Os sinais da camada adjacente devem evitar fiação paralela.A direção de roteamento deve formar uma estrutura ortogonal para reduzir interferência desnecessária entre camadas.
8. Ao fresar na camada superficial, mantenha uma distância de pelo menos 1 mm dos orifícios de montagem para evitar curtos-circuitos ou rompimento da linha devido ao esforço de instalação.A área ao redor dos orifícios dos parafusos deve ser mantida desobstruída.
9. Ao dividir camadas de poder, evite divisões excessivamente fragmentadas.Em um plano de potência, tente não ter mais de 5 sinais de potência, de preferência dentro de 3 sinais de potência, para garantir a capacidade de transporte de corrente e evitar o risco de o sinal cruzar o plano de divisão das camadas adjacentes.
10. As divisões do plano de potência devem ser mantidas o mais regulares possível, sem divisões longas ou em forma de halteres, para evitar situações em que as pontas sejam grandes e o meio pequeno.A capacidade de transporte de corrente deve ser calculada com base na largura mais estreita do plano de cobre de potência.
Shenzhen ANKE PCB Co., LTD
16/09/2023
Horário da postagem: 19 de setembro de 2023
