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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
    + y2 P  z3 W1 r# E! e" T
    ( P9 _5 W& s4 w2 s
    01

    0 @, u. L2 [2 B& k9 c% E' w
    铜皮填充线避免与走线
    或阻抗线为同一D码
    ( N  Q; ]% v, c, e! H: y. U
    . v" i# V4 d2 B$ h9 o* b0 P+ \
    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。9 K: d9 F/ n" o( ^
    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。( K7 I' ]2 `; v9 H8 U# D6 Z
    " H- I3 T5 F: s- e) q+ Z3 u
    : I1 u. S# i4 k0 h, T8 S, |
    优化方式:①非特殊情况,采用完整铜皮方式铺铜。' x. D0 z" G/ d* b

    / X+ g4 z7 c* G" S+ B2 w

    3 k, o5 G* I, a$ ]/ U2 S& ?. A5 O# ^4 R1 F# q
    ②填充的线宽不能与信号线大小一致,需单独大小(如8.11mil)。
    # i0 p6 `$ |2 t
    % h& m7 ^# g  _, X" d3 g: v
    " V9 Y8 D9 m5 B; l, j) q* @8 u
    02
    密疏布线不推荐or预先加大疏位置线
      g; Z9 D  r; W! f
    7 t. ]( x' J; z* _4 P6 Y
    问题:
    / k* U+ t3 i( x9 Z& g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;
    2 x- g; b0 j8 N% D6 ^; S  j- ]( U' d
    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);+ C3 M# h3 {' B% C: r. i; P) t8 Q

    ( q  S. k2 I* s: v! S1 J1 \
    ! R1 V: c$ p. a* d; d; H  a+ |& L
    03
    pads文件痛点
    " R- h: n; W) z0 N. x
    ; D/ R9 e) k5 A$ m. x
    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;   ! U% r% D& M) C* ?) y

    5 v' b1 M" f! u0 }% X+ I# r5 q

    % c9 X' }: @- L) b0 C) J6 X9 D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。: M8 D# z  f0 I8 ^3 r
    * _& Z6 p* Q; ?* _9 ?7 }; z
    + x* s! h  T; K* q% s
    04
    铺铜瘦铜丝布线尽量规避

    / H% J: I; a0 N. k
    1 a6 [4 V; u- J- I+ E
    问题:
    8 h* [" i, b# B  S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;
    2 Y; P, I) N1 I1 J8 C
    ( Z- v6 z. k& v
    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;
    & G6 O, i9 p8 n+ u3 l9 F# p) I
    ; v( T3 G" |  k! _  q* k6 O
    05
    关注焊盘设计有效区域
    2 @# _6 ?- b% G8 `
    + {1 X9 b( a! b; j6 w
    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;
    7 m" m  j+ }! z4 e- ~4 j; ~  q# z3 Z, x5 u/ N' A
    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。
    - c: @9 B5 w7 J# r' R$ D3 g- n' B+ K7 S) E* o2 `4 [6 l: |6 G! k
    * V% W- O- V, j8 P& w8 ~
    06
    板边铺铜线路网络避开铣刀位置

    , W3 r+ ?7 i2 |2 b( }$ ?6 x

    & d" S. {$ W6 k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 D* s: _5 W/ z) l: a% m
    0 R& o0 l. V8 w: _! ~( F" s# a" K8 C
    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)。
      g. n0 x2 p! k5 i7 _' S
    + N1 N0 }4 h6 k  ?' U' k) H
    优化方式:
    07
    残铜率相差太大的板子
    不要组合在一起制作

      q( z' ]! _/ Z1 t* n9 [5 }

    ! f8 x  m3 v3 v" C2 b问题:
    7 d& c+ M8 r1 Z5 x3 T①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 G, L, J6 x9 I( Y6 L/ y5 h
    - }* q4 r( E2 _$ f
    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。
    4 s7 L! y* k9 [1 X* x" d& |! _/ V$ G1 H

    7 f1 l6 A4 G3 Z3 L2 Z; V& k6 U- a08
    这种器件管脚太近,设计时尽量避免

    7 Y; y  l" s" ?& s) z# Q" n1 s, i9 v& I

    " }0 W# a' h/ M( }1 }9 j9 N3 _问题:器件管脚孔中心间距太小,对应管脚位置可靠性不好;4 n4 u0 ~) k' e. W

    0 t+ R5 B* ?& U; X
    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。
    , D4 B" E  e" _2 o9 r4 f
    09
    要想BGA等大美观
    优先考虑设计阻焊限定pad
    / ?- {$ Q1 j0 n" s

    ( V& r% D8 y3 K问题:3 V3 I$ M- N* A5 K
    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。
    , a4 H7 F7 h5 P专家建议:优先考虑阻焊限定pad
    6 n- O% _4 [3 P8 T8 s, z. C" @" C& c2 l9 L; \) n

    1 F% C! s' ?# q: L$ i  a! P2 D10
    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
    - y& C3 o& I( P2 A
    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。
    ' B" B6 Z' a0 v/ E0 h9 F# `5 j
    : x' f/ M( L; ?8 W! w" z' W& B
    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。
    % }6 Z' j1 N; i- ?* q6 J
    9 Z2 _- j; [( I: g0 N) O+ z1 a: X
    优化方式:

    , P) k  T: o  x5 [  M7 x: _" h! a9 M' }' `. p
    0 \9 C, g7 q1 V, \- y4 z, w% ?" W

    $ u% j. S# l* ?; v
  • 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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