PCB板敷铜线布线的优化内容

一、布线层数的优化
pcb板上的元器件数量不相同时,元器件总的引脚数是不相同的,也就是单位面积上引脚的密度是不相同的。为此可利用pcb板设计软件的统计功能,求出pcb板上平均管脚密度参数,以便确定所需要的信号布线层数,也即确定pcb板的层数。信号层数的确定,可参考表1经验数据。
其中,引脚密度系数按“板面积(平方英寸)÷(板上管脚总数×14)”方法进行计算。
pcb板布线时,电源、摸拟小信号、高频信号、时钟信号、同步信号等关键信号的元器件优先布线;尽量为时钟信号、高频信号等敏感信号提供专门的布线层,并保证其最小的回路面积;电源元件产生的干扰较大,布线时应避免靠近对干扰敏感的元器件。
二、线宽的优化
线宽即敷铜箔印制导线的宽度,线宽的优化要考虑板上元器件的密度与信号的电流强度这两个因素。pcb板元器件的密度较高时,线宽可窄一些;当信号的平均电流较大时,铜箔的厚度与线宽都要加大。pcb板敷铜箔的厚度、走线宽度与流过的电流有密切的关系,不同厚度,不同宽度的敷铜箔的载流量见表2。实际使用时,为确保安全,敷铜箔宽度的载流量,应按表中的值50%进行选择。
三、导线间距的优化
导线间距是pcb板上相邻印制导线(敷铜线)之间的距离,相邻导线之间的距离由爬电距离来决定。为了减少印制导线之间的串扰,应计算出相邻印制导线之间的工作电压差,由工作电压差再确定出爬电距离,不同工作电压下的爬电距离见表3。相邻印制导线之间的距离应大于爬电距离。
计算相邻导线的电压差较困难,实际应用时,可采用“3w规则”确定导线距离,当相邻两导线中心间距大于3倍导线宽时,基本可满足抗干扰的要求。如要达到优良的抗干扰性能,则可使相邻印制导线间大于10w的间距,如图1(a)所示。
四、线孔的优化
pcb板上的线孔主要是指元器件引脚的过线孔,有焊接孔、盲孔、埋孔之分。焊接孔一般设置在双面板的焊盘上,元器件引脚穿过孔后再进行焊接,如图1(b)所示。pcb板焊接孔的孔径取决于板厚度、焊盘直径的大小,板厚度与孔径之比,应小于5~8。焊盘孔径大小、焊盘直径大小、pcb板的厚度数值的对应关系见表4。设计线孔时应根据板的厚度优化选取线孔的直径。
在多层板中,盲孔是连接在pcb板最表面层和内层之间,但又不贯通整板的导通孔;埋孔则是连接在pcb板内、层与层之间,但在pcb板最表面层不可见的导通孔。这两类过孔的作用是,把pcb板各层之间的元器件进行连通,这两类孔的尺寸选取方法与焊线孔相同。

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