เพื่อให้บรรลุการออกแบบ PCB ที่ดี นอกเหนือจากเค้าโครงเส้นทางโดยรวมแล้ว กฎสำหรับความกว้างของเส้นและระยะห่างก็มีความสำคัญเช่นกันนั่นเป็นเพราะว่าความกว้างของเส้นและระยะห่างเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพและความเสถียรของแผงวงจรดังนั้นบทความนี้จะให้ข้อมูลเบื้องต้นโดยละเอียดเกี่ยวกับกฎการออกแบบทั่วไปสำหรับความกว้างและระยะห่างของเส้น PCB
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการตั้งค่าเริ่มต้นของซอฟต์แวร์ควรได้รับการกำหนดค่าอย่างถูกต้อง และควรเปิดใช้งานตัวเลือก Design Rule Check (DRC) ก่อนกำหนดเส้นทางขอแนะนำให้ใช้ตาราง 5mil สำหรับการกำหนดเส้นทาง และสำหรับความยาวเท่ากัน คุณสามารถตั้งค่าตาราง 1mil ตามสถานการณ์ได้
กฎความกว้างของเส้น PCB:
1.การกำหนดเส้นทางควรเป็นไปตามความสามารถในการผลิตของโรงงานก่อนยืนยันผู้ผลิตการผลิตกับลูกค้าและกำหนดความสามารถในการผลิตของพวกเขาหากลูกค้าไม่ได้ระบุข้อกำหนดเฉพาะ โปรดดูเทมเพลตการออกแบบอิมพีแดนซ์สำหรับความกว้างของเส้น
2.เทมเพลตอิมพีแดนซ์: ขึ้นอยู่กับความหนาของบอร์ดและข้อกำหนดชั้นที่ลูกค้าให้ไว้ ให้เลือกโมเดลอิมพีแดนซ์ที่เหมาะสมตั้งค่าความกว้างของเส้นตามความกว้างที่คำนวณได้ภายในโมเดลอิมพีแดนซ์ค่าความต้านทานทั่วไป ได้แก่ single-end 50Ω, differential 90Ω, 100Ω ฯลฯ โปรดทราบว่าสัญญาณเสาอากาศ 50Ω ควรพิจารณาการอ้างอิงถึงเลเยอร์ที่อยู่ติดกันหรือไม่สำหรับสแต็กอัพเลเยอร์ PCB ทั่วไปตามข้อมูลอ้างอิงด้านล่าง
3.ตามที่แสดงในแผนภาพด้านล่าง ความกว้างของเส้นควรเป็นไปตามข้อกำหนดความสามารถในการรองรับกระแสไฟโดยทั่วไป จากประสบการณ์และการพิจารณาระยะขอบของเส้นทาง การออกแบบความกว้างของสายไฟสามารถกำหนดได้ตามแนวทางต่อไปนี้: สำหรับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 10°C โดยมีความหนาทองแดง 1 ออนซ์ ความกว้างของเส้น 20 มิลลิเมตรสามารถรองรับกระแสไฟฟ้าเกินพิกัด 1A;สำหรับความหนาทองแดง 0.5 ออนซ์ ความกว้างของเส้น 40 มิลลิลิตรสามารถรองรับกระแสเกินพิกัด 1A
4. สำหรับวัตถุประสงค์ในการออกแบบทั่วไป ควรควบคุมความกว้างของเส้นให้สูงกว่า 4 มิล ซึ่งสามารถตอบสนองความสามารถในการผลิตของผู้ผลิต PCB ส่วนใหญ่สำหรับการออกแบบที่ไม่จำเป็นต้องควบคุมอิมพีแดนซ์ (ส่วนใหญ่เป็นบอร์ด 2 ชั้น) การออกแบบเส้นที่มีความกว้างมากกว่า 8 มิลสามารถช่วยลดต้นทุนการผลิตของ PCB ได้
5. พิจารณาการตั้งค่าความหนาของทองแดงสำหรับเลเยอร์ที่สอดคล้องกันในเส้นทางเช่น ทองแดง 2 ออนซ์ ลองออกแบบความกว้างของเส้นให้สูงกว่า 6 มิลยิ่งทองแดงหนาเท่าใด ความกว้างของเส้นก็จะกว้างขึ้นเท่านั้นสอบถามข้อกำหนดการผลิตของโรงงานสำหรับการออกแบบความหนาของทองแดงที่ไม่ได้มาตรฐาน
6. สำหรับการออกแบบ BGA ที่มีระยะพิทช์ 0.5 มม. และ 0.65 มม. สามารถใช้ความกว้างของเส้น 3.5 มม. ในบางพื้นที่ได้ (สามารถควบคุมได้โดยกฎการออกแบบ)
7. การออกแบบบอร์ด HDI สามารถใช้ความกว้างของเส้น 3milสำหรับการออกแบบที่มีความกว้างของเส้นต่ำกว่า 3mil จำเป็นต้องยืนยันความสามารถในการผลิตของโรงงานกับลูกค้า เนื่องจากผู้ผลิตบางรายสามารถมีความกว้างของเส้นได้เพียง 2mil เท่านั้น (สามารถควบคุมได้โดยกฎการออกแบบ)ความกว้างของเส้นที่บางลงจะเพิ่มต้นทุนการผลิตและขยายวงจรการผลิต
8. สัญญาณแอนะล็อก (เช่น สัญญาณเสียงและวิดีโอ) ควรได้รับการออกแบบให้มีเส้นหนาขึ้น โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 15 มิลหากพื้นที่มีจำกัด ควรควบคุมความกว้างของเส้นให้สูงกว่า 8 มิล
9. สัญญาณ RF ควรได้รับการจัดการด้วยเส้นที่หนาขึ้น โดยอ้างอิงกับเลเยอร์ที่อยู่ติดกันและควบคุมอิมพีแดนซ์ที่ 50Ωสัญญาณ RF ควรได้รับการประมวลผลบนเลเยอร์ด้านนอก หลีกเลี่ยงเลเยอร์ภายใน และลดการใช้จุดแวะหรือการเปลี่ยนแปลงเลเยอร์ให้เหลือน้อยที่สุดสัญญาณ RF ควรล้อมรอบด้วยระนาบกราวด์ โดยชั้นอ้างอิงควรเป็นทองแดง GND
กฎระยะห่างบรรทัดสายไฟ PCB
1. สายไฟควรเป็นไปตามความสามารถในการประมวลผลของโรงงานก่อน และระยะห่างระหว่างบรรทัดควรเป็นไปตามความสามารถในการผลิตของโรงงาน โดยทั่วไปควบคุมที่ 4 ล้านหรือสูงกว่าสำหรับการออกแบบ BGA ที่มีระยะห่าง 0.5 มม. หรือ 0.65 มม. สามารถใช้ระยะห่างบรรทัด 3.5 ล้านในบางพื้นที่ได้การออกแบบ HDI สามารถเลือกระยะห่างระหว่างบรรทัดได้ 3 ล้านการออกแบบที่ต่ำกว่า 3 ล้านจะต้องยืนยันความสามารถในการผลิตของโรงงานผลิตกับลูกค้าผู้ผลิตบางรายมีความสามารถในการผลิต 2 ล้าน (ควบคุมในพื้นที่การออกแบบเฉพาะ)
2. ก่อนที่จะออกแบบกฎระยะห่างระหว่างบรรทัด ให้พิจารณาข้อกำหนดความหนาของทองแดงของการออกแบบสำหรับทองแดง 1 ออนซ์ พยายามรักษาระยะห่าง 4 มิลขึ้นไป และสำหรับทองแดง 2 ออนซ์ พยายามรักษาระยะห่าง 6 มิลขึ้นไป
3. การออกแบบระยะห่างสำหรับคู่สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลควรได้รับการตั้งค่าตามความต้องการด้านอิมพีแดนซ์เพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะห่างที่เหมาะสม
4. ควรเก็บสายไฟให้ห่างจากโครงบอร์ด และพยายามให้แน่ใจว่าโครงบอร์ดสามารถมีจุดผ่านกราวด์ (GND) ได้รักษาระยะห่างระหว่างสัญญาณและขอบบอร์ดให้สูงกว่า 40 มิล
5. สัญญาณชั้นพลังงานควรมีระยะห่างอย่างน้อย 10 มิลลิเมตรจากชั้น GNDระยะห่างระหว่างระนาบทองแดงกำลังและกำลังควรมีอย่างน้อย 10 มิลลิเมตรสำหรับไอซีบางตัว (เช่น BGA) ที่มีระยะห่างน้อยกว่า ระยะห่างสามารถปรับได้อย่างเหมาะสมเป็นอย่างน้อย 6 มิล (ควบคุมในพื้นที่การออกแบบเฉพาะ)
6. สัญญาณสำคัญ เช่น นาฬิกา ส่วนต่าง และสัญญาณอะนาล็อก ควรมีระยะห่าง 3 เท่าของความกว้าง (3W) หรือล้อมรอบด้วยระนาบกราวด์ (GND)ควรรักษาระยะห่างระหว่างเส้นไว้ที่ 3 เท่าของความกว้างของเส้นเพื่อลดการครอสทอล์คหากระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของเส้นสองเส้นไม่น้อยกว่า 3 เท่าของความกว้างของเส้น จะสามารถรักษาสนามไฟฟ้าระหว่างเส้นได้ 70% โดยไม่มีการรบกวน ซึ่งเรียกว่าหลักการ 3W
7. สัญญาณชั้นที่อยู่ติดกันควรหลีกเลี่ยงการเดินสายแบบขนานทิศทางการกำหนดเส้นทางควรสร้างโครงสร้างมุมฉากเพื่อลดการครอสทอล์คระหว่างชั้นที่ไม่จำเป็น
8. เมื่อกำหนดเส้นทางบนชั้นพื้นผิว ให้รักษาระยะห่างอย่างน้อย 1 มม. จากรูยึดเพื่อป้องกันการลัดวงจรหรือการฉีกขาดของเส้นเนื่องจากความเครียดในการติดตั้งควรรักษาบริเวณรอบๆ รูสกรูให้ชัดเจน
9. เมื่อแบ่งชั้นพลัง ให้หลีกเลี่ยงการแบ่งแยกที่กระจัดกระจายมากเกินไปในระนาบกำลังเดียว พยายามอย่าให้มีสัญญาณกำลังมากกว่า 5 สัญญาณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใน 3 สัญญาณกำลัง เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้า และหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่สัญญาณจะข้ามระนาบแยกของเลเยอร์ที่อยู่ติดกัน
10. การแบ่งระนาบกำลังควรจัดให้สม่ำเสมอที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยไม่มีการแบ่งแบบยาวหรือเป็นรูปดัมเบลล์ เพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่ปลายมีขนาดใหญ่และตรงกลางมีขนาดเล็กความสามารถในการรองรับกระแสไฟควรคำนวณตามความกว้างที่แคบที่สุดของระนาบทองแดงกำลัง
เซินเจิ้น ANKE PCB Co.,LTD
16-9-2566
เวลาโพสต์: Sep-19-2023
