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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 + l1 X! Z8 P, \9 f' P

    ) t2 T* x; |7 A, m2 q
    01

    ! }3 x* V8 B5 |% _
    铜皮填充线避免与走线
    或阻抗线为同一D码

    9 B5 W! `0 T% X/ \
    ) b: g. p1 f, F# R: V
    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 H" X( v, N: ]* r: R) A. C
    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。! h1 {% E9 a% m' {2 O

    7 A# C$ Z1 R. ~) \
    ! p0 H: o. D. y优化方式:①非特殊情况,采用完整铜皮方式铺铜。
    . I; C( y% [6 ]" D* ?
    $ U/ W4 h" \( K% C1 h" c3 [) _
    ' J2 ]# `; ^- I0 ]3 k4 M: E
    # ~# S, C2 z% [5 F6 l* L
    ②填充的线宽不能与信号线大小一致,需单独大小(如8.11mil)。
    ; m% Q$ }2 P3 W) f- l0 E8 d: u" l! l; V* D" Q8 c% b7 X
    # L# z+ S- n  r# \- G0 W
    02
    密疏布线不推荐or预先加大疏位置线

    6 i1 Y3 ?* n: Z% l3 C3 Y
    ; g+ f& b# X% p/ v" D1 y% a4 U
    问题:4 x2 E% f* X8 F# t7 ~1 X
    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;
    ' o4 k; o) T* [0 ?" J2 E
    2 o" j. ]1 H) S" f! r* I7 i8 j
    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);
    % R8 I  H) \: a4 w
    ! j5 @3 @0 u7 R) w: c$ e
    5 L* o( Z- h0 r1 v
    03
    pads文件痛点

    4 R3 n' g: M' m* ^) k+ C
    3 A* s2 o: `* V
    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;   
    ; w9 E' g! D' J# c- b* n5 [! J% N; w4 E
    ' L, p  r6 x9 I( I/ C
    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。; E8 x' Q3 j# [1 W, y# q
    5 h- J! ^; {, q+ `9 B3 w

    ) h- b& F  q& |8 p; `2 E04
    铺铜瘦铜丝布线尽量规避

      z! ?4 R) }6 y2 Y! K

    6 H6 ]3 k3 z) r$ ]$ i+ o/ E6 g
    问题:) H! v9 r6 |$ ]; h: w1 ]$ @
    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;5 y: p3 _! {5 i" E7 e5 r

    * Z0 E6 d1 Z, |% `0 ?) ^) t
    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;) u/ H0 l1 m' @4 ~

    % m) t5 q" M2 r/ F
    05
    关注焊盘设计有效区域

    0 }: K2 ]9 s1 h# b' Y& f
    $ E+ `4 M  c( X( R- z+ y+ P
    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;
    6 d( W0 j# f5 N4 s3 B1 l9 t  ^- |( o1 P3 M
    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。
    ' U: ^- M6 m) J0 b  t
    / Q5 }5 b0 C- E! v, u4 u2 u

    ' r) {+ D: I- M) k1 _! [06
    板边铺铜线路网络避开铣刀位置
    5 K2 i0 L* s% D3 {

    0 F; T5 S* g8 D3 y; {7 d2 `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。3 _# [8 R9 m6 F- g- y

    ( T* Z7 {  E( Y3 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)。
    # b; ?; C0 n& v: g7 [) G% [
    9 w( Q! H& j9 G" [4 _
    优化方式:
    07
    残铜率相差太大的板子
    不要组合在一起制作

      p% D8 A7 X, q4 ]3 Z+ g

    . r* R4 _. I  \0 V4 i问题:
    9 [, ]- F# L8 I0 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。
    3 N6 x% l  K( [5 U3 \  V6 ?, A
    & {: ?( u- s2 u* t. I
    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。: u/ ?" G  ~) D0 d# Z1 e4 L

    7 P+ g/ {4 D# M3 Q
    ! ~5 Y. c$ X7 |2 c
    08
    这种器件管脚太近,设计时尽量避免
    + q8 `5 _+ R6 R* Z2 a( l

    . U9 E& M9 ?8 p) T& P$ n问题:器件管脚孔中心间距太小,对应管脚位置可靠性不好;% W; b3 Q+ m4 P% f( A1 c
    ( d1 ]. [# n! \
    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 m3 J+ C' ]. `  i- ~2 Q
    09
    要想BGA等大美观
    优先考虑设计阻焊限定pad
    2 `8 {0 e( Y+ c$ \

    # Q4 O; A$ S& r% @+ m' {问题:0 l* V0 w2 v. Y. m
    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。
    8 v1 \5 y. n, W4 {5 ?专家建议:优先考虑阻焊限定pad, Y3 _1 a( u0 x: k" m

    + a; w- J5 j/ c" T3 o; b4 N, l2 v
    3 m8 z* V" }( t- Q: k' U0 q
    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

    * P! x0 p3 _) A& q% a" l& g1 j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。5 C2 k* |! y  `4 o) R
    9 y; ]# E& e' U" Y
    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。
    : f, b5 Y2 e8 E% x1 r- K9 S  m, i, r% p9 u
    优化方式:

    : M, G/ L( p& e$ Y* P! w
    ) q% v) j7 h! N6 m! D/ E) ]- W* w: `3 s0 r" q9 q2 X) v/ Y

    1 u8 h: V, {' ^) k$ I! ]; H
  • 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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