如何计算电源线需要的走线宽度?

电源/新能源

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描述

1. 如何计算电源线需要的走线宽度?

1A走线=40mil,电流与线宽不是线性的,但还是可以以这个经验来推算一下,然后留一定余量。参考datasheet提供的电流,如80-VK401-1 Rev. H_P61。再如80-WL114-1 Rev. C,P22之Maximum current information is intended for use by designers todetermine supply source requirements andfor board designers to calculatetrace widths。1mm大约是39.37mil.

2. PCB阶数

PCB阶数就是激光空(小孔)的钻孔次数,打孔的话一次最少连接两层,

如TOP→Inner1,那么如果想从TOP达到Inner3的话,可以先TOP→Inner1,Inner1→Inner2,Inner2→Inner3,也可以是其它的方式,激光孔的好处是孔小,寄生参数小,所占空间小,回流等效果好。其它用大孔的话,那信号多差。大孔寄生参数大,回流不好。

**3 .**拿到一个电路图后,如何从整体上考虑层叠?考虑的主要因素是什么?

不论一阶二阶,主要考虑对称性(即Panel对Panel,Signal对Signal),另外就是出线(即信号流向)的方向,来定义层叠,层叠不是一次性就订好的,而是需要根据Layout的出现方式细调一下。一阶,二阶,乃至以后的更高阶都是按这些个规则来定义。主要考虑的是厂商加工能力,即设计要让板厂能够很方便的制作。对称的设计就是为了方便板厂制作。

TOP-S-GND-POWE-S-BOTTOM,即GND(属于平面层)对Power(属于平面层),S对S,TOP对BOTTOM

HFSS仿真

4. VIA小解

HFSS仿真

微孔可以直接打在焊盘上面,所以通常电源层通过盲孔后再经过3~4个微孔到滤波元件的焊盘,图中只是以一个微孔来说明微孔与盲孔的连接关系。

5. 什么样的叠层会导致阻抗控制起来比较麻烦?

在最初布线时候就要考虑这个问题(90%就是在初步布线时候没有考虑好造成的),如果阻抗控制比较麻烦的情况下,唯一的办法就是加层,增加成本。所以在最初布线的时候就要把阻抗控制认真对待。

6. DDR走线长度与宽度需要考虑什么内容?

长度问题就是时序问题,可以提供给相关器件厂商(如memory厂商)或者Qualcomm去计算一下长度。表层5500mil/ns(TOP LAYER),内层4500/ns(除了TOP和Bottom的层都是内层)是一个保守的数据,可以根据这个数据对应的时间来计算长度。DDR是信号线,所以电流不大,电流不是主要考虑的重点。

DDR时钟需要控制阻抗(通常为差分100Ω),地址不需要控制阻抗,数据通常需要控制在50Ω(目前手机的设计对这个控制比较难,基本没有做阻抗控制),线宽,线距能做到多少需要与Vendor沟通结合其加工能力来确定。

7. 时钟走线的长度,宽度及保护要如何去做?

通常时钟主要考虑干扰的问题,不要干扰到别人,四面包地最好,不能做到的话就垂直布线。同层串扰尽量加大线间距即3W原则,邻层的话若保证不了上次都包地的话就垂直布线,但必须有一层是地。若时钟有阻抗要求的话,则需先满足阻抗控制,然后再考虑通用时钟的规则。时钟属于干扰源。

8. IQ走线的长度,宽度及要求,需要保护没有?

主要满足差分的布线规则,宽度是没有太高要求以Vendor加工能力为主。保护是必须的,因为IQ是模拟小信号,所以属于被干扰的对象,所以为了防止被干扰,四面保护最好。走表层的话是最好的方式**。**

9. 器件焊盘大小与器件Datasheet规定的公差需控制在多少?

焊盘严格按照datasheet来设计。

10. 天线馈点

天线馈点中心间距通常为2mm(圆形/方形)?馈点焊盘大小(圆形和方形各为多少)?主馈点净空区域多大?

(1):双极天线馈点设计

馈电点焊盘大小尺寸为:

馈电点的焊盘应该不小于2x3mm ;馈电点应该靠边缘,焊盘面积下PCB 所有层掏空;双馈点时RF 与地焊盘的中心距应在4~5mm 之间。含金属结构的元件,如喇叭、振子、摄像头基板等金属要尽量远离天线,在不能避免的时候要尽量接地;手机PCB 的长度对PIFA 天线的性能有重要的影响,目前直板机PCB 最好在75-105mm 之间这个水平。

(2):单极天线:

天线必须悬空,平面结构下不能有PCB 的Ground。一般内置天线离主板必须3mm 以上(水平方向),在天线正下方到主板的高度必须在5mm 以上。天线与主板只有一个馈电点,是射频输出。

(3):蓝牙天线(陶瓷天线)天线厂

11. 过孔考虑

基带信号走线过孔时候需不需要额外的考虑?射频信号过孔的考虑是什么?从焊盘直接打孔到地的好处和坏处?一般过孔尺寸多大?射频部分接地的过孔一般多大较好?像PA等IC中心那块大片的地的接地过孔的尺寸一般是多大?过孔会对产品产生什么样的影响?该如何去避免?什么样的器件过孔需直接过孔到主地?

电源过孔按载流来设计,对超过1A的电流微孔=盲孔=激光孔(这个是从工艺角度来说的,而不是说在哪一层)孔建议为不少于3个(微孔孔径为4mil,焊盘为12mil),埋孔建议一个以上(而且是作为一个打孔,一般孔径为8mil,焊盘为18mil,通常是内层一个埋孔连接微孔,与Vendor的加工能力有关。

在PA 部分Layout评审的时候可以按这个规则去评审一下打孔情况,这个数据会随厂商加工能力而变,需与厂商沟通)。过孔就是一个铜柱。很高很高频段的时候可以用HFSS或ADS去建模仿真过孔影响,目前2.4G以内的产品感觉不需要特别考虑过孔的影响。

焊盘直接打孔到地的话,对基带说走线是最短的,对射频来说回路电感最小即回流路径最短。坏处是会使得焊盘不平整导致焊接问题(0201就不是很好,但是0402以上应该还行)。

因为打孔后可能会涉及到变形。射频部分过孔在目前情况下按基带过孔一样处理。射频过孔的考虑主要是厂商的加工能力,如DEVICE SPECIFICATION中描述的一样,6285输出total电流为112mA,那么除以8的话就是十几mA,所以射频过孔无需考虑太多大小的问题。

关于什么样的器件过孔需直接到主地的问题,其实就是干扰的问题。一般来说主要是强干扰源器件和对干扰敏感部分的过孔需要直接过孔至主地,如:VCTXCO,等干扰源器件的走线上的电容、电感等相关器件的接地需直接打孔至主地,此即产生强干扰的走线,而像Rx路径这些对干扰敏感度高的走线上的器件亦需要直接过孔至主地。原因就是对射频来说回路电感最小即回流路径最短。对射频部分器件的接地,可同相关器件的FAE进行沟通,以使设计更加符合要求。

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