трассировка печатных плат

В проектировании электронных систем качество разводки печатных плат напрямую определяет производительность и надежность продукта. Разводка печатных плат охватывает такие ключевые области, как базовые правила, обработка высокочастотных сигналов, целостность питания, безопасное размещение компонентов и разводка DDR, предоставляя вам комплексное решение для проектирования печатных плат.

Основы разводки PCB

Нормы расстояний и ширины дорожек

• Минимальное расстояние: ≥0.1 мм для обычных сигнальных линий, ≥0.2 мм для высоковольтных или высокочастотных сигналов
• Требования к ширине: ≥0.45 мм для линий питания, ≥0.3 мм для сигнальных линий, ≥0.2 мм для входных линий CPU
• Углы разводки: предпочтительно использовать углы 135°, избегать прямых углов

Ключевые стратегии оптимизации компоновки

• Модульная компоновка: группировка компонентов по функциям, строгое разделение цифровых и аналоговых цепей
• Обработка заземления: ширина медной подложки заземления ≥0.5 мм
• Управление тепловым режимом: тепловыделяющие компоненты размещать away от чувствительных элементов

Разводка высокочастотных сигналов

Управление эффектами линии передачи

При частотах сигнала выше 100 МГц необходимо учитывать волновые эффекты распространения.

Стратегия равной длины трасс

• Строгое соблюдение принципа «равной длины и расстояния» для дифференциальных пар
• Контроль расстояния связи >3-кратной ширины линии (правило 3W)
• Минимизация количества переходных отверстий

Проектирование целостности питания

Расчет пропускной способности линий питания

Согласно стандарту IPC-2221 для толщины меди 1oz (35μm):

Основные моменты проектирования земляной плоскости

• Типичное наслоение 4-слойной платы: сигнал1-земля-питание-сигнал2
• Земляная плоскость обеспечивает низкоимпедансный обратный путь (<5 мОм)

Безопасные расстояния и изоляционные соображения

Спецификации выдерживаемого напряжения

• 50V напряжение: минимальное расстояние 0.1mm (4mil)
• 300V напряжение: минимальное расстояние 2.5mm (100mil)

Профессиональное руководство по разводке DDR

Состав сигналов DDR2

• Линии данных: DQ[0-15], DQS, DM, CK/CK#
• Адресные линии: A[0-15], BA[0-2], CS/WE/RAS/CAS, CKE, ODT

Основные принципы разводки DDR

1. Строго равная длина внутри групп данных
2. Равная длина адресных/управляющих/тактовых линий с опорной тактовой частотой
3. Использование топологии «точка-точка»
4. Полная опорная земляная плоскость

Синергия производства и проектирования PCB

Основные моменты проектирования для производства

• Стандартная ширина дорожки ≥0.1016 мм (4 mil)
• Избегать произвольных углов разводки
• Симметричный вывод контактных площадок

Стратегия контроля импеданса

• Сохранение постоянной ширины трасс одной сети
• Изменения ширины линии вызывают неоднородность характеристического импеданса

Практический процесс разводки

1. Предварительное симуляционное моделирование
2. Ступенчатая компоновка
3. Разводка по правилам
4. Последующая проверка

Продвинутые методы проектирования

Применение правила 20H

Смещение слоя питания на 20H (толщина диэлектрика) ограничивает 70% электрического поля.

Реализация правила 3W

Расстояние между центрами линий не менее 3-кратной ширины линии уменьшает перекрестные помехи.

Заключение

Проектирование разводки PCB — это комплексная дисциплина, объединяющая теорию электромагнитных полей, физику полупроводников и производственные технологии.