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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 : _9 ~/ i9 o' D" ]8 f/ K
    ( z" s4 }2 r4 M) e  s
    01
    4 S" M" W4 {" |1 v/ D8 e8 k
    铜皮填充线避免与走线
    或阻抗线为同一D码

    " U0 ]7 i1 U: |9 y
    4 S2 A: f* J6 ]0 `5 g! q) K0 e, {
    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。4 U& T) [: r+ I& s  |6 H
    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。
    / ~& S2 Y: p& _' }5 c  u7 J
    4 y- V6 o5 Z- j+ M. B- H+ p! V/ A5 r

    5 M' S2 g- c# m7 w$ s优化方式:①非特殊情况,采用完整铜皮方式铺铜。# d1 Z! Q* l: c$ \) i/ y, \

    " J  F. s6 Q! f" t8 I4 U  W
    3 C) [9 l5 W# V
    ' U# l+ m' \' j. M
    ②填充的线宽不能与信号线大小一致,需单独大小(如8.11mil)。
    $ ?  I* h0 u# {5 X9 D5 G9 s  ]& U! ^, q
    ' s+ S( T: r. a. e- k

    ) }8 L0 P6 V) T, {& B+ \# r02
    密疏布线不推荐or预先加大疏位置线
    : ?5 Z# u& {' Z5 u! u8 i

    # P) r8 I  f. g! `: H问题:
    0 b5 ?6 o, \4 e$ A( E4 d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;* T$ L5 R& X/ Y' D' X

    7 I7 c4 \' P* T5 g  T
    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);3 n# d5 h7 o; i

    0 H! d7 W" F( |1 j1 h  ^' z  q! n' X

    7 _7 _  c0 }# j$ s$ |+ }. G03
    pads文件痛点
    * o. x- [/ t- D! y3 ~1 n: z
    0 }6 f2 j0 o5 V7 v$ F
    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;   ' s. R5 f( k& x* p0 q, K- g/ J) Q
    # z4 c& y6 F2 x3 W) p8 u" g7 G
    - g4 v0 P( B* u) u3 \2 o
    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。4 z: [8 @8 _3 p
    " g. {) \) ~7 u) _& U
    ' j! [5 a- @9 s3 i, u
    04
    铺铜瘦铜丝布线尽量规避

    ( q! P: r9 n3 H! M1 P

    . B# a$ G' y: ^8 w' U
    问题:* t4 A7 g$ c7 ]; r/ L9 m
    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;
    * g+ H$ e0 W4 y
    . I- {  L7 [4 q
    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;- L6 ?- k& K- G+ o8 E3 ?

    2 z4 e' ^4 b  N: }6 d
    05
    关注焊盘设计有效区域
      V6 Y' |/ j$ U9 h- x0 B& m

    ( k+ T5 U& @4 [+ F3 J0 t/ X3 R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;
    . }' W! f4 Z9 b% D6 q! I& @  v6 ~) e4 C" ^! q% I. @
    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。( }1 i9 G4 y/ j6 W' F  C3 e/ \

    5 U- h7 |  o+ u6 }

    + N" }; N- @% q" b0 P06
    板边铺铜线路网络避开铣刀位置

    / D- ~2 ~* E" e2 l* a

    * L& B% p! ], F# H) e1 E8 M! q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。/ _4 r: g% p: k- m! t. U' H
    # N* }* R( a7 C6 ]( F  K+ n
    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)。) j5 U; P  T& R' W6 h

    3 E1 e$ \$ x5 [3 V& f8 `/ O
    优化方式:
    07
    残铜率相差太大的板子
    不要组合在一起制作
    " k( T; S: D4 }# T/ U. k" e

    2 Y( C* M  `' w; j5 c问题:
    , W6 ^0 d1 S5 H# M' O9 g) N①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。) t6 u7 l1 P  {( a/ h& M

      W- _7 e6 u: y/ E
    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。
    $ }; F9 A+ v: R$ s) }6 y, f
    ' U8 q% H, ^& L. ]" V

    1 n, n: D" n5 i& ~; Z3 Q8 r; `08
    这种器件管脚太近,设计时尽量避免

    9 |# @  j" _/ L

    + ^  }% e& J- D' E5 i' r9 Z1 F问题:器件管脚孔中心间距太小,对应管脚位置可靠性不好;
    ' F5 Y3 U9 w1 C7 x0 a; _/ g# @5 ]2 e8 ~3 [$ f/ ~
    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。
    6 t* z# \8 q/ v% `3 U. q
    09
    要想BGA等大美观
    优先考虑设计阻焊限定pad
    7 F8 s$ x) c/ B" i

      C, ^" _+ ~- W3 H- _5 ~( F问题:; K8 s9 r# B3 ~( ]0 B9 i
    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。
    5 b$ B; Y$ g! N' H: A专家建议:优先考虑阻焊限定pad  V$ i& Q( s1 V1 k  P/ t- u

    . `% P" p9 z4 p. c7 a4 v7 k

    % J. _( Q0 O9 j7 p# ?10
    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

    , q; G  t; S: q4 J5 f6 }1 h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。. r- g9 [2 x# r. V4 ^: `7 L
    / U/ m0 ?4 \9 @; W# k6 [1 o- _/ v
    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。, L9 y- x* x0 n/ R
    3 V3 A7 a/ E7 y
    优化方式:
    ) e# e0 Z4 Q0 P8 J$ E( D3 t& R

    : W3 |3 j$ |& H; p! r- T+ D4 j9 @
      Y2 K) }0 U) `
    - u8 [# {( w" c
  • 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
    2025-5-29 15:47
  • 签到天数: 1091 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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