42 PCB布线叠层与阻抗介绍43 PCB布线过孔添加与设置44 差分对添加与设置45 布线间距规则与介绍

news2024/11/20 23:26:10

42 PCB布线叠层与阻抗介绍&&43 PCB布线过孔添加与设置&44 差分对添加与设置&&45 布线间距规则与介绍

  • 第一部分 42 PCB布线叠层与阻抗介绍
    • 1 板子是怎么来的。
    • 2 四层板为例,做叠层和阻抗计算。
  • 第二部分 43 PCB布线过孔添加与设置
    • 介绍
    • PCBEdotor中添加过孔
    • 过孔扇出的方式
  • 第三部分 44 差分对添加与设置
    • 1 手动添加
    • 2 模糊添加(自动添加)
    • 3 规则管理添加
  • 第四部分 45 布线间距规则与介绍
    • 1 新建布线规则
    • 2 布线规则驱动(将规则应用到网络)
    • 3 新建间距规则
    • 4 间距规则驱动

布局完成之后,再进行叠层和阻抗的匹配。

第一部分 42 PCB布线叠层与阻抗介绍

PCB布线可分为有阻抗和无阻抗两种情况。
无阻抗就是普通布线。工艺可做大一些,线宽6mil或8mil以上。间距3w原则。
有阻抗时,单端信号控50ohm阻抗,差分信号控100ohm阻抗。控阻抗就是通过一些参数(板厚、层数、基板材料、表面工艺、阻抗值、阻抗公差、铜厚),计算出走线的线宽和线距。
信号速率过快时,信号线需要控阻抗,减少信号线上信号的反射,避免信号失真,保证信号的质量。
如何进行叠层和阻抗计算。

1 板子是怎么来的。

多层板,由两层板压铸而来。
介质一般有两种,PP片,core芯板。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
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core芯板带两面铜,蚀刻后形成两层板。
芯板上下各加一层PP片,粘合一层铜皮,形成四层板。
六层板,两张芯板。
具体结构
整板的常规板厚:0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、2.5

2 四层板为例,做叠层和阻抗计算。

在这里插入图片描述

top层的plating为表面处理工艺,喷锡、沉金、孔的电镀,阻焊处理(盖绿油)、喷涂等。
表层,内层常规铜厚都是1oz。
1oz=5um=0.035mm。
1mm=39.37mil。
那么1oz=0.035mm*39.37mil=1.4mil。

“层叠管理器”入口图标
在这里插入图片描述
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1inch=1000mil
100mil=2.54mm
6mil=0.1524mm

oz为重量单位,1oz铜厚的含义为每平方英尺1盎司铜箔的厚度

在这里插入图片描述
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这里是引用
这个地方需要指定材料厚度。
pp片 3313 厚度为3.63
core芯板厚度为48.44

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单端阻抗匹配
线宽设为5.5mil
在这里插入图片描述
其他参数已经在前面指定了,现修改线宽,以改变阻抗值。
线宽越大,阻抗越小。
在这里插入图片描述
线宽设置为5.5mil,控50ohm阻抗。
现在是没有绿油,刷一遍阻焊,使单端线的阻抗下降2om,使差分线的阻抗下降8om。
所以线宽设置为5.5mil,可满足控50ohm阻抗的要求。

未覆盖绿油的阻抗Zx0.9+3.2=覆盖绿油以后的阻抗
52*0.9+3.2=50
大概估算

在这里插入图片描述

单端信号控制阻抗,只改变线宽。
差分信号控制阻抗,需改变线宽和线距。

差分阻抗匹配
线宽4.1mil,线距8.5mil。
在这里插入图片描述
上图中只有线距设置,线宽需在前面单端部分设置。

这样的话,同一层,无法同时保证单端和差分阻抗同时满足了??

线距设为8.5mil,线宽在前面设为为4.1mil。
计算的无绿油的阻焊为112.
经计算,112*0.9+3.2=104.
在100ohm阻抗的正负5%区间内。
在这里插入图片描述
线宽与阻抗是反比关系
间距与阻抗是正比关系

好理解,线宽越大,阻抗越小;
间距越小,无限接近于一根线,阻抗自然越小。

阻抗一般对称,1 4层阻抗参数对称。

如何在一层中,同时控单端和差分呢?

AD和嘉立创中,通常是将单端线和差分线设为class,然后给class设置规则,以保证线宽和线距,最后满足阻抗匹配的要求。

第二部分 43 PCB布线过孔添加与设置

介绍

过孔分通孔、盲孔,埋孔。
过孔只有一个功能,贯穿PCB,起换层的作用。
如果要起到导电的作用,需要焊盘,做电镀处理。

放置的过孔,也需要自己制作,使用padstackeditor软件。

常用尺寸:12/24,8/16。
在这里插入图片描述
余量设计,一个孔能满足,有条件可以打两个。
在这里插入图片描述

这个环径,应该就是焊盘的区域。
后面的阻焊,是soldermask,应该比焊盘稍大,负片工艺,起到阻止绿油覆盖焊盘的作用。
过孔不塞油时,需要设置阻焊。
过孔塞油时,阻焊设置为0.,或者不设置。这样绿油直接覆盖整个过孔了。

在这里插入图片描述

过孔也属于插件,具体制作过程在前面插件封装制作中讲过。

allegro中,添加过孔比较麻烦。
调用负片过孔时,也需要指定flash的路径。
不指定flash路径,会调用过孔失败。

PCBEdotor中添加过孔

1 添加过孔的路径。
过孔是一个通孔焊盘,需要指定焊盘路径。
还需指定flash路径。
在这里插入图片描述

2 打开规则管理器
在这里插入图片描述
3 添加过孔
默认添加了一个。可以去掉,remove后点击ok
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
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4 放置过孔
在这里插入图片描述

allegro在走线时放置过孔,不是单独放置过孔。
这一点与AD不同。

过孔扇出的方式

两排扇出的方式。
在这里插入图片描述

第三部分 44 差分对添加与设置

原理图中也可以添加差分对,前面讲过。
PCB中也可以添加。
有三种添加方式:

1 手动添加

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方法:
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添加完差分对之后,点击走线命令,会两根线一起走。
但是走线间距,需要规则管理器中添加差分规则。

这一点与AD不同,AD走差分线,需要使用差分走线的命令。

2 模糊添加(自动添加)

差分对非常多时。
需要原理图中差分对命名规范,有标准的后缀结尾。在这里插入图片描述
操作方法:
同样在手动添加的界面,有个自动添加。
需要原理图的差分对命名时,有标准命名。
比如P,N结尾,+ -结尾。
输入PN,会进行模糊搜索。
然后再添加。

类似 D1P,D2P,D1N,D2N这样。

3 规则管理添加

在这里插入图片描述
方法:
打开规则管理器。

规则管理器的图标
在这里插入图片描述

添加差分对。

这里选择错了,应该是A11和B11.
但是操作步骤都是一样的。

在这里插入图片描述

在其中一个类中添加了差分对,另一个大类中应该也存在差分对了,因为网络都是一样的。

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添加完成
在这里插入图片描述
差分对的删除
在这里插入图片描述

第四部分 45 布线间距规则与介绍

单端信号线走线间距,差分信号线走线间距再设计规则中添加。

1 新建布线规则

默认规则

max设为0,表示无穷大

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neck:脖子 开始走粗线,过不去,通过neck过去。 BGA时常用
在这里插入图片描述
走线时,右键勾选neck mode模式,走完时,右键去掉neck mode模式
在这里插入图片描述
区域规则也可以实现变线宽走线,BGA常用区域规则。

这样看,Allegro设计PCB时,确实很规范
能了解很多东西。

创建规则
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

当前正在执行指令时,不能创建规则
例如当前正在走线,左下角会提示addconnect
done结束当前命令。

创建差分规则
在这里插入图片描述
若spacing中设置走线最小间距为9mil,此时再走差分线,差分线间距为8.5mil,会有DRC错误
需要再差分规则中设置"最小走线间距"参数,将其设为8.5mil,再走线将不会错误。
在这里插入图片描述

差分对中的neck gap与前面的neck类似。
单端和差分的neck长度需要限制。
neck长度可能设为0,就是0,并不是无穷大。

2 布线规则驱动(将规则应用到网络)

默认规则驱动,一般不去要驱动,自动就默认了

在这里插入图片描述
其他规则驱动。
指定即可,较为简单
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

怎么设置线宽和间距的规则,全是在physical里面设置?
physical设置的是具体一个网络的线宽和间距。
spacing中的规则有线到线间距,线到焊盘间距、等等。

3 新建间距规则

不再细讲。
在这里插入图片描述
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line 到thru pin修改之后,
thru pin到line 会同步被修改。、
thru pin是封装中的通孔引脚。
thru via是走线时放置的过孔。

学到这,综合感觉allegro设计更规范,更专业。

间距规则中设置20mil的规则。
也就是在这个规则下,所有的间距都是20mil
在这里插入图片描述

4 间距规则驱动

不在细讲。
为差分线指定20mil的间距规则。
在这里插入图片描述

综合下来看,所有规则都有一个默认的规则。
但是差分,单端需要控阻抗的线,电源等需要加粗的线,各种规则需要在默认规则之上。
所以要根据需要为这些线建立规则,并将规则应用到这些线上。

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