發布時間:2024-07-01 閱讀: 來源:管理員
在集成電路應用設計中,項目原理圖設計完成之后,PCB布板設計是至關重要的一環。PCB Layout的設計結果直接影響整個設計功能,因此,合理高效的PCB Layout是芯片電路設計和調試成功的關鍵步驟。本文將詳細介紹PCB Layout設計的要點和技巧,以幫助工程師更好地完成PCB設計工作。
1. 電阻選擇:所選電阻的耐壓、最大功耗及溫度不能超出使用范圍。
2. 電容選擇:選擇時需考慮所選電容的耐壓與最大有效電流。
3. 電感選擇:所選電感的有效值電流、峰值電流必須大于實際電路中流過的電流。
1. 串擾:設計線路平行走線距離過長時,導線間的互容、互感將能量耦合至相鄰的傳輸線。可以通過以下方法減少串擾影響:
- 加入安全走線。
- 盡量讓相鄰走線互相垂直。
- 每走一段距離的平行線,增大兩者間的間距。
2. 反射:由于布線的彎角、分支太多造成傳輸線上阻抗不匹配,可以通過減少線路上的彎角及分支線或避免直角走線及分支線補強來改善。
1. 單點接地(適用于低頻電路):所有電路接地線接到公共地線同一點,接線簡單且減少地線回路相互干擾。
2. 多點接地(適用于多層板電路/高頻電路):系統內部各部分就近接地,提供較低的接地阻抗。
1. 濾波電容:為保證輸入/輸出電壓穩定,增加輸入/輸出電容。
2. 旁路電容:在電源和IC間增加旁路電容,以保證輸入電壓穩定并濾除高頻噪聲。
相對來說阻抗越高的位置越容易被干擾。例如,同步降壓芯片的PCB阻抗位置設計需要特別注意。
盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關系是:地線>電源線>信號線。對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個回路,即構成一個地網使用(模擬電路不能使用該方法)。可以用大面積敷銅層作地線用,在印制板上把沒用上的地方都與地相連接作為地線用,或是做成多層板,電源、地線各占用一層。
數字電路與模擬電路共同存在時,布線需要考慮之間互相干擾問題,特別是地線上的噪音干擾。高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件。整個PCB對外連接界只有一個端口,所以必須在PCB內部進行處理數模共地的問題,而在板內部數字地和模擬地實際上是分開的,它們之間互不相連,只是在PCB與外界連接的端口處(如插頭等),數字地與模擬地有一點短接,且只有一個連接點。
在多層印制板布線時,由于在信號線層沒有布完的線剩下已經不多,再多加層數會造成浪費也會給生產增加一定的工作量,成本也相應增加了。為解決這個矛盾,可以考慮在電(地)層上進行布線。首先應考慮用電源層,其次是地層,因為最好是保留地層的完整性。
PCB布局設計時,應充分遵守沿信號流向直線放置的設計原則,盡量避免來回環繞。
1. 驅動芯片與功率MOSFET擺放盡可能靠近。
2. VCC-GND (CVCC) / VB-VS (CBS) 電容盡可能靠近芯片。
3. 芯片散熱焊盤加一定數量過孔并且與GND相連接,增加散熱,減小寄生電感。
4. GND布線直接與MOSFET源極 (source) 相連接,且避免與源極 (source) - 漏極 (drain) 間大電流路徑相重合,VS同理GND布線原則,避免功率回路與驅動回路重合。
5. HO/LO布線盡量寬 (60mil-100mil),驅動電流比較高,降低寄生電感的影響。
6. LIN/HIN邏輯輸入端口盡量遠離HS布線,避免過高的電壓擺動干擾到輸入信號。
通過這些設計要點和建議,工程師們可以更好地完成PCB Layout設計,確保整個電路設計的功能和性能達到預期。合理高效的PCB Layout不僅提高了設計的成功率,還能顯著提升產品的可靠性和穩定性。
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