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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
    5 `0 t2 L1 t+ G) h- _% N( M3 d, W) R; k4 H$ H% I2 J' c
    01

    * P- o& H* H5 m. I, l
    铜皮填充线避免与走线
    或阻抗线为同一D码

      _7 Y5 J: X* w6 O4 ~
      a- c& x- d% d* ^: y% U
    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。2 F% Z! @5 ~" \3 l' H" s
    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。  w5 z) a9 E/ i' n. _0 ^
    - O* o2 i- G# Z; M, o

    & u4 z( u; u: c. z优化方式:①非特殊情况,采用完整铜皮方式铺铜。
    ! e+ f# \# O# T$ `+ L4 b1 s# W- Q, a: V" |: W6 W5 ^
    + o, z" d3 k5 Y8 x+ h/ p2 o% Y

    % M$ P! m5 L1 U/ H②填充的线宽不能与信号线大小一致,需单独大小(如8.11mil)。
    " A/ G& N* e% g9 v4 R; Z/ l& s. R8 l1 R5 @8 i" d

    5 K( x/ f; a6 t8 {" N4 t+ i/ _$ V02
    密疏布线不推荐or预先加大疏位置线

    6 F  u/ Q2 {. S
    . l  S$ g# n6 U
    问题:% }: k# w2 R$ y, H% Y
    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;
    8 T+ n1 k# \8 ^0 K9 s# v2 L7 ?: D- }: d+ Z8 q
    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);
    : V9 n8 a% P  y* A; [
      k" h8 Z& f  {$ M/ p: H6 K- d

    8 P/ y; Q0 }1 ^8 G& o/ b0 I03
    pads文件痛点
    # E( ?7 e! {2 {. D# F3 X4 q

    # v! U, m% ?; j8 U7 v6 q  k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;   9 x+ W2 l( I3 N, f7 m6 k! L

    ) L! Y- y0 \. @$ Z* ?
    : u5 t2 F6 j  {8 ~$ n# z
    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。/ R+ G9 ^- ?& f' m& ~  B8 `' L
    # u$ z2 ^0 f2 _
    " [. C" Z* j' t9 r0 X3 g
    04
    铺铜瘦铜丝布线尽量规避
    # |( X7 n& f; g# U' B2 y$ p& l
    ! b8 z' [2 U8 Z9 M' o8 c/ k
    问题:
    ) [& z4 `8 \4 {% O( {+ h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;& X% a0 S/ D& f, K9 I) \/ t. q- i
    ' I4 `, H0 K* I; a3 _
    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;# E9 s# N! C. E; Q: {9 e3 P% A
    1 `2 b0 d; C% |3 K
    05
    关注焊盘设计有效区域

    + O. \2 d5 Y7 Y  N8 ]/ R4 E

    9 P9 B  Q7 U( S" P/ L4 }/ d, I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;
    1 Z. W0 z3 c* ?* I! N  U" `5 E$ b
    * \, C7 E7 G3 m3 U) E$ g6 R) 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。
    2 Y# e" D. M; l2 ?" M! R  n  U4 ?( [
    # C7 E1 s0 x( C2 i( J6 E) d6 r
    06
    板边铺铜线路网络避开铣刀位置

    & k& z9 c! d2 u! x. ]4 }

    & ~! s4 Q/ I$ [+ C+ j# s5 T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 z0 ]. f0 o3 y0 o( ]0 k
    , L/ X; Q. K7 g4 c0 f: E
    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)。
    ' m9 i8 v5 [( w/ F8 M0 e# y* h: B; W; v
    优化方式:
    07
    残铜率相差太大的板子
    不要组合在一起制作

    ) B1 @3 h6 T# a$ ^5 q$ _' P

    : b8 ?: A5 ]0 i( G4 I( d问题:* F4 h" I" m: x7 D8 ~5 |# N/ h
    ①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。. U2 a/ R% |$ B
    : U  k) ?; i4 l; v% y
    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。# M' G5 n3 w. C
    ( U; m& j2 ]# Z
      b6 j' f, p: C& w
    08
    这种器件管脚太近,设计时尽量避免
    3 `4 w2 V4 g% \5 t
    ! n- S: B# I- E7 _3 Y
    问题:器件管脚孔中心间距太小,对应管脚位置可靠性不好;
    2 f! V) L  [; D) k' U1 X( m8 u) i
    " Q& l" }/ ^" i& l0 B/ b8 O' s
    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 k/ q" [1 u' q( [  Q6 D
    09
    要想BGA等大美观
    优先考虑设计阻焊限定pad

    ! G& e9 Y2 U( u4 @0 K  w5 S
    2 s3 |, H  K3 l' V8 @( m, E1 D
    问题:, L4 t8 i9 Q* A0 |8 {4 P% \
    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。
    + |0 b7 A) l: e' _6 c4 o! y  h专家建议:优先考虑阻焊限定pad8 B  I/ Q" k' g. ?+ A! Q

    4 W$ P: O1 Y. N8 H
    ' L+ z- u" E& D- i
    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! {2 R4 |$ D5 x, `$ K( M
    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。: @1 [) |' [& ~' Q
    6 }/ T- R0 ]9 k
    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。7 f+ l5 A7 v! k( u, V

    & W5 l4 W" B+ l9 t' B
    优化方式:
    * Y2 ]* Y0 O; s5 O/ q

    9 N' _# d. v6 C: s5 n
    : i4 M% c' t7 ~# C+ W! _* d) b) v  y1 p
  • 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
    2025-6-2 15:26
  • 签到天数: 1094 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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