电子工程师经验谈之七--PCBA的生产加工

从设计者角度考虑，在设计PCB时要考虑到生产加工的难度，高密度的板子在进行过孔和布线时，要熟悉常规的生产工艺。比如：1.介质厚度（可控）；2.W1阻抗线上线宽(就是要求的线宽)；3.W2阻抗线下线宽（W2=W2-0.5mil）;4.阻抗线间距（图纸原稿）；5.成品铜厚（一般取值为1盎司=1.4mil=0.03556）;6.基材的绿油厚度（一般取0.8mil）;7.铜皮或者走线上的绿油厚度（0.5mil）;8.绿油的介电常数（取3.3mil）;

盎司（OZ）是质量的单位，国际上用单位面积的质量来控制铜皮的厚度，等于将1盎司质量的同平均分配到亿平方英尺的面积上，1盎司=305g/m^2±10%。它表示铜皮的厚度等于35um=1.4mil,PCB有铜皮厚度之分，有0.5盎司（18um），1盎司（35um）,2盎司（70um）,更高的铜厚线路板厂都可以解决，一般的铜厚为1盎司，表面完成的铜厚度为1.6--2.0mil,即40.6~50.8um（1.16~1.45OZ）,线路板的厂家会加上一定的余量。

对于差分走线，举例说明，比如某项目采用6层PCB层叠结构，要求各走线层单端阻抗控制在50Ω±10%，差分阻抗控制在100Ω±10%和90Ω±10%（USB信号）。单端信号走线阻抗分析如下：top层走线线宽为6.5mil,参考层为GND02层，单端阻抗控制在50Ω±10%，L3_sig层走线线宽为6mil，参考层为GND02和PWR05,主要参考层为GND02,单端阻控制在50Ω±10%;L4_Sig层走线线宽为6mil,参考层为GND02和PWR05，主要参考层为PWR05，单端阻抗控制在50Ω±10%，BOTTOM06层，走线线宽为6.5mil,参考层为PWR05,阻抗控制在50Ω±10%。USB差分走线阻抗分析如下：差分线阻抗与线宽W1、W2、T1成反比，与介电常数Er1成正比，与线间距S1成正比，与参考层的距离H1成正比，如下图是差分线的截面图。

在设计时，差分线所对应的参考层必须完整，不能被分割，否则会导致差分线阻抗不连续。通常设计时差分线采用4.5mil的线宽以及5.5mil的线间距，即可以满足差分阻抗为90Ω。

补充一些其他的布线规则：(1)LVDS布线规则。要求LVDS信号差分走线，线宽7mil，线距6mil，目的是控制HDMI的差分信号对阻抗为100+-15%欧姆;(2)USB布线规则。要求USB信号差分走线，线宽10mil，线距6mil，地线和信号线距6mil;(3)HDMI布线规则。要求HDMI信号差分走线，线宽10mil，线距6mil，每两组HDMI差分信号对的间距超过20mil;(4)DDR布线规则。DDR1走线要求信号尽量不走过孔，信号线等宽，线与线等距，走线必须满足2W原则，以减少信号间的串扰，对DDR2及以上的高速器件，还要求高频数据走线等长，以保证信号的阻抗匹配。保持信号传输的完整性，防止由于地线分割引起的“地弹现象”。