布線密度和走線層數(shù)的關(guān)系
層數(shù)越多,就可以把線間距布得越大,使路徑選擇更容易,而且減少了串?dāng)_問題的風(fēng)險(xiǎn)。遺憾的是,多層印刷電路板的費(fèi)用與層的數(shù)字和表面面積的乘積成正比。使用層數(shù)越多,費(fèi)用也就越高。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/190877.htm如果層數(shù)減少,必須使用更小的走線間距,那同樣也將增加額外的費(fèi)用。不僅如此,對(duì)于正好足夠的走線間距,所冒的串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)太大。
決定一個(gè)板子需要的最少層數(shù),靠的是經(jīng)驗(yàn)和猜測(cè)相結(jié)合。
問題的核心是:在一個(gè)確定大小的線路板上,使用M層,布通N個(gè)連接,估算所需要的走線間距,知道了走線間距,就能知道板子費(fèi)用,而且同時(shí)可以給出串?dāng)_模型。
走線間距由線路密度決定。關(guān)于線路密度,有個(gè)很有用的模型,稱為RENT準(zhǔn)則,是以推廣它的IBM工程師的名字命名的。RENT注意到,大多數(shù)正方形板子,當(dāng)分為四個(gè)象限時(shí),一半接線在象限之間,一半接線在每個(gè)象限內(nèi)部。進(jìn)一步細(xì)分每個(gè)象限,顯示出相同分布。關(guān)于在兩個(gè)象限之間的走線,我們假設(shè)接線的長(zhǎng)度平均起來(lái)等于象限之間 的間距,則接線的總平均等于板子邊沿的3/8。
知道了線的平均長(zhǎng)度和線的數(shù)目,可以計(jì)算出這些線使用任意走線間距時(shí)所占的總面積。下式給出了一個(gè)使用M層的固定大小的板子上走通N個(gè)連接所需的走線間距。
當(dāng)然,如果我們還不其他一些關(guān)于布線需求的信息,例如大的總線或其他的結(jié)構(gòu),則應(yīng)該使用它,如果沒有其他信息。可以嘗試使用RENT的思想,計(jì)算在一個(gè)板子上走線時(shí)所需的空間:
其中:N=連接的數(shù)目
P平均=平均走線間距,IN
X=板寬度,IN
Y=板高度,IN
M=走線的層數(shù)
舉例來(lái)說,一個(gè)
這意味著,如果板子幾乎被雙列直播的通孔所覆蓋,幾乎需要在每個(gè)引腳之間進(jìn)行走線。
不要指望能占用引腳之間超過一半的空間。在上述例子中,我們應(yīng)該使用更多的層,或者使用雙倍走線路徑。
對(duì)于通孔板,與由上式得出的平均間距和最小間距的需求完全不同,如果需要在引腳之間使用兩倍或三倍的走線路徑,應(yīng)該從串?dāng)_的角度考慮決定所使用的最小間距。采用由上式得出平均間距,可以確定需要多少可用的走線路徑。
表面貼裝的板子比雙列直播的板子的內(nèi)層有更多可利用的走線空間。通孔的總數(shù)大致是相同的,但是表面貼裝設(shè)計(jì)的通孔要小一些,因?yàn)榧呻娐返囊_不需要穿過它們。表面貼裝的板子的內(nèi)層,平均間距和最小間距可能是相近的。
在環(huán)氧樹脂電路板的內(nèi)層,引腳之間走四條線是可能的,但是這也可能引起嚴(yán)重的串?dāng)_問題。
在芯片間留出大的空間可以在板子上得到額外的走線空間,但是這需要更多的總面積。大多數(shù)的設(shè)計(jì)者會(huì)選擇增加層數(shù)。
如果串?dāng)_成為必須考慮的問題,則要保證布線時(shí)只有當(dāng)需要穿過引腳之間時(shí)才把走線推擠到一起,一旦它們走向下一個(gè)芯片,立刻把它們的展開,這需要許多手動(dòng)高速,但是即使走線間隙的微小增加也會(huì)使串把減少。
帶一些運(yùn)氣,我們也能找出適合的電路板走線層數(shù),使其產(chǎn)生的串?dāng)_是可接受的,而且不需要太多費(fèi)用。
評(píng)論