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10个PCB线路设计优化案例,供大家学习

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  • TA的每日心情
    开心
    2022-12-27 15:07
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    跳转到指定楼层
    1#
    发表于 2022-10-14 10:01 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    本帖最后由 xiaoming11 于 2022-10-14 10:05 编辑 2 M* i) o4 g1 U' k8 c4 A+ s
    ; V- L/ d, {5 ^: T. N0 l2 B9 b
    01

    8 ~) f  `& j* A2 w
    铜皮填充线避免与走线
    或阻抗线为同一D码

    $ o! z* p- x" {3 ]4 K+ d7 G

    * f5 H$ ]2 f% R& f问题:①线路层用填充线的方式铺铜皮,后端生产优化时,为了杜绝软件分析时误报及减少数据量,要操作把填充线转成一个整体的铜皮(suRFace);但是如果前端设计时填充线线宽大小跟其他正常线路线宽大小一样,就无法双击选择,就需要手动一条一条的选择线路,效率低下。7 P+ W6 u, L3 c8 ~0 k* S# e1 I* Q* p
    专家建议:①不建议用填充线方式设计铺铜;②如果一定要用填充线设计,线宽不要与正常线路设计线宽大小一样;尤其是如下图十字架线宽;否则很容易在后端操作转铜皮时转成一个整体,在优化间距时被掏断,导致开路。
    . g2 O, }4 n! @! j+ N
    & I: V0 F1 |) W# u1 d7 w( t
    3 d' S5 m6 y( s& y
    优化方式:①非特殊情况,采用完整铜皮方式铺铜。
    # h7 y9 Y7 Q6 y4 J% P, ?( b* J
    , C) y9 K4 X6 g+ a4 `6 H9 _

    ' ]( m* a" N/ T( @. @: f4 L
    ( f! R# p- _/ \8 c- y. B6 b②填充的线宽不能与信号线大小一致,需单独大小(如8.11mil)。
    , y, Q! D+ f  V/ N
    . U" ]" z# w; z5 M& W' J, i* ?8 e
    3 y  A& k1 d2 a7 \
    02
    密疏布线不推荐or预先加大疏位置线
    5 [* `3 P3 D, I

    $ Q2 D1 N! `$ D/ `+ c$ O" h5 b问题:
    4 ?, w. W7 r# d/ i- e' S+ o2 e布线疏密程度差别大,在实际线路蚀刻时,密集线路那里药水交换速率慢,需要更长时间才能保证线路蚀刻出来;但是其他位置线路同样时间蚀刻,因药水交换速度相对快,就会导致线幼;
    - N3 x2 o+ _: ~' u2 a+ ]' Y+ ~( @, ^" F" b' v6 T, }+ X9 ?; Y
    专家建议:①有足够空间满足3倍线宽条件且避免干扰的情况,在稀疏去添加铺铜或平衡铜;②稀疏区线宽大加2mil以上(主要平衡过渡避免信号突变);
    , ]) w- B5 c: Y) A! e3 }2 g
    3 ~, d' \5 [+ U

    / W& R: L; l% b2 h8 Z03
    pads文件痛点
    * y! N# n* p; Y1 I

    : W2 I5 m* I# ]) e1 T问题:①用PADS软件布线及层管理,相比AD要复杂些,在PCB文件转gerber过程中,非标准的放置元素及2D线违规使用,将导致的一系列不容易发现的问题;   
    ; {& g1 A: P8 i0 O4 [, q/ H0 `) u& A: K
    " C. |2 D, l0 B* D( R
    专家建议:①规范设计文件,特殊设计的文件需说明(如logo放置在layer 119 需要添加到silkscreen top);②输出gerber文件,用DFM软件进行文件正确性查看。
    6 L8 G: M# }: h' O0 Y1 d0 B/ h7 y2 x/ n! W' z; Y4 p

    ' n: m; ~7 n' w$ q04
    铺铜瘦铜丝布线尽量规避

      m. B% v( V: W$ l

    6 |. ~- z2 _- t; x3 K# D% W- J2 H
    问题:; ^( X/ r9 B3 V1 x: y' ]; c1 s" B
    铺铜瘦铜丝时,要注意有没有这种小细丝;因为整个surface布是一体的,后端软件无法识别准确定位,肉眼看可能会遗漏没发现;生产因为物理摩板的过程,铜条比较细,附着力比较小,可能脱落粘附到旁边的线路,导致短路;7 j# A% Y9 _3 M; [- i/ A0 A

    / R9 o! G. `, s. C* a# Q/ c5 p
    专家建议:①铺铜时正常产品残铜最新宽度应该要大于6mil,高密度的产品残铜宽度不应小于最新信号线的宽度;. J6 c# n" r4 R$ N

    3 _) W3 I6 w. q
    05
    关注焊盘设计有效区域
    5 U, b8 x5 m: V3 n8 S
    : I/ T7 @' n' L9 ~1 Z" ^* V7 a3 t
    问题:从设计角度,三角形焊盘相对反常规,后端软件识别时,会误认为是个矩形,不会认为焊盘小,因此不会报错;实际焊接的有效面积只有中间圆那么大,比实际相差一倍多,三角形的尖角实际会蚀刻掉,导致三角形焊盘更小;- h8 v/ l. G" k% m
    2 w. r2 |. Y$ Q
    专家建议:①跟上面这个梯形斜角综合来看,从焊盘焊接有效性的角度,边角实际是有效焊接区域;建议设计时,考虑到上下间距比较大,可以考虑把上方的斜角删掉,补充到下方的三角位置,扩大下方焊盘的有效面积;做到上下都是矩形焊盘。* d" a6 Z. Q0 B/ Y- I# r+ u4 t
    # T/ E) H% @7 n9 L4 H* ~

    " V  v3 y# c& q1 T06
    板边铺铜线路网络避开铣刀位置

    + g% D) O$ V* O" ^2 x# V7 C" {

    ! U$ {  ^$ _' r' ]% h6 N问题:①客户提供原文件,如上图有红色板边铺铜,但实际生产板子最终是要通过成形工序把它切下来,红色线路在铣刀路径上,就会被切削掉;②从整个板子设计来看,铜皮左右有很多导通孔仅仅依靠上图箭头位置实现导通,但又因为箭头位置设计了个器件靠近边缘;为了保证间距防止此处短路,因此无空间增加线路导通,设计完全失败需要重新layout。
    ' [' r0 r  X. j; k
    % q8 I# C4 q( f5 p- I
    专家建议:①从前端设计的角度考虑,板子生产成型过程中考虑后端有一个铣刀的过程,要保证一个适当的间距,这个间距大概要8Mil左右。②在各个铜箔区布上过孔,保证电气的导通性(下图蓝色箭头)。# w4 J. s+ L" f. X4 a0 t+ S# D1 n
    ; U$ r9 ~5 O% U# q( W
    优化方式:
    07
    残铜率相差太大的板子
    不要组合在一起制作
      U; I. \; T( w

    & I7 b. \  L+ {问题:
    ; k) O: G7 a( t) G9 l/ T7 v" H①如上图,客户提供一套板,希望拼板交货;但从板子设计上看有些单板有铺铜皮,箭头所指单板却完全没有;如同时加工制作,电镀过程中,因残铜率相差很大,相同电流密度下,左下角的线路获得的电流会非常大,而导致铜镀的非常厚,可能导致后期蚀刻无法实现。②如果是内层线路,内层空白太多,压合时,中间PP胶可能因为局部填胶不足,导致分层。
    1 A; i1 ?3 o4 [) Y% s2 x7 ^. G5 @8 ^# B4 X$ W
    专家建议:从这个线路板来看,可从两个维度做优化,第一,在规避所有线路后,设计时在空旷位置正常铺铜皮,这样就能解决电镀均匀性的问题。第二,残铜率相差太大的单板,建议不要放在一起投板,区分下单制作即可。
    ) N3 I1 N/ ]* C; R7 }
    # N# |5 u7 j) J, ~. }

    ) L3 l# l! e* l4 S4 {3 G- \08
    这种器件管脚太近,设计时尽量避免

    . O, X7 i2 T! s
    ) E! W: w0 ^! n; Q2 p
    问题:器件管脚孔中心间距太小,对应管脚位置可靠性不好;
    7 `; e# R) g: u$ I; i: H' M+ w; |4 i5 n# Z
    专家建议:需要加绿油桥,一般绿油桥3.5mil左右;对应孔位公差一般+/-2mil左右,蚀刻侧蚀量1mil左右。为了防止器件破孔,因此至少需要工作稿削后焊环3mil左右;以此可以推算出,选用器件孔壁间距10mil最好。3 P8 r2 E1 ^* G2 N' R- v
    09
    要想BGA等大美观
    优先考虑设计阻焊限定pad
    ) Q: R$ }3 {4 V8 A4 b2 F0 p4 m

    5 c! D- i( e0 T$ p: V2 e6 t& K问题:5 |- o" T2 ^9 J# B4 k7 }4 U
    BGA想要美观,成品大小一致,不会因为阻焊偏位等问题导致不呈圆形,可以按阻焊限定PAD设计。
    3 g' O7 ?4 M+ J- y  b, n专家建议:优先考虑阻焊限定pad
    # L" c! W( z6 T; C
    # e% {0 v6 K* v- _, o' o$ e& S! q8 G

    5 w2 W$ D& S3 N' M+ y- y10
    设计板边裸铜带,不能每层都设计
    容易让生产加工端与铣板程序弄混淆

    # z  r- H& v  i+ V/ J9 z问题:客户实际需求是希望外层边缘有铜条带,外观看起来就像有条金边,比较好看;但实际设计时,每层都有类似左图类似外形铣板程序设计,且也没有散热过孔设计在铜条带上,容易误导后端以为是外形铣板程序设计。
    ! ?) D: R9 Y$ i4 Z% U  c
    5 t  T  E5 d7 N  t  C
    专家建议:①如果想设计“金边”,建议只在外层线路层设计,做类似右上角的铜条,对应的开窗也是这样(注意阻焊层对应开窗与铣刀路径开窗中间不要留绿油丝);②建议在铜带上做散热过孔设计,这样结合钻孔也绝对不会搞错。3 @9 L) i7 B4 c( v: _
    # `! M2 @- W/ B8 V6 |
    优化方式:

    ; o$ H& l& h! B# r7 s
    6 R) U  j( p2 f: u  _' z
      q9 B' h$ P% x6 j8 k3 u3 o) A. h
    6 E4 R0 e- ]6 G! a* U% m) l3 W
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-12-26 15:28
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    2#
    发表于 2022-10-18 13:11 | 只看该作者
    拼版要注意,有的不适合拼在同一张板子上
  • TA的每日心情
    开心
    2025-6-1 15:42
  • 签到天数: 1093 天

    [LV.10]以坛为家III

    3#
    发表于 2022-10-19 11:46 | 只看该作者
    不错不错,很是关键和深度,好好学习下
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