Vier Regeln für die Einstellung der Breite und des Abstands von Schaltkreisen

Es gibt vier Grundregeln für die Festlegung von Leiterbahnbreiten und -abständen. Dazu gehören die x/y-Regel, die 2/2-Regel, die 90-Grad-Leiterbahnwinkel-Regel und die PCB-Stack-up-Regel. Wenn Sie diese Regeln kennen, wird die Arbeit mit Ihrem Entwurf viel einfacher. Die Anwendung dieser Richtlinien wird Ihnen helfen, Ihre Leiterplatte mit der richtigen Leiterbahnbreite und den richtigen Abständen zu entwerfen.

x/y-Regel

Beim Entwurf einer Leiterplatte ist es wichtig, die x/y-Regel für die Festlegung von Schaltkreisbreiten und -abständen zu berücksichtigen. Dies ist die Regel, die die Breite zwischen zwei Schaltkreisen auf der Platine festlegt. Eine x/y-Regel von 12/12 bedeutet beispielsweise, dass die Breite und der Abstand eines lokalen Schaltkreises kleiner sein sollten als seine Fläche. Im Gegensatz dazu bedeutet eine x/y-Regel von 10/10, dass die Breite eines lokalen Schaltkreises größer sein sollte als seine umgebende Fläche.

2/2-Regel

Die zweiteilige Regel zur Festlegung der Breite und des Abstands der Schaltkreise bezieht sich auf die Größe des Raums zwischen den Schaltkreisen. Sie ist auch als Flächenregel bekannt. In den meisten Fällen werden die Breite und der Abstand auf denselben Wert eingestellt. Diese Regel ist jedoch unwirksam, wenn der Abstand zu gering ist. In einem solchen Fall verdoppelt sich die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen.

Die Breite und die Abstände der Leiterbahnen auf einer Leiterplatte sind für den Entwurfsprozess von entscheidender Bedeutung. Während die meisten digitalen Entflechtungen auf Standardwerten beruhen, können komplexere Leiterplatten Leiterbahnbreiten aufweisen, die auf der Grundlage des Lagenaufbaus genau berechnet werden müssen. Hochgeschwindigkeitsbahnen mit empfindlicher Impedanz können größere Abstände erfordern, um Probleme mit der Signalintegrität zu vermeiden.

90-Grad-Spurwinkelregel

Traditionell hat die Leiterplattenentwurfsindustrie 90-Grad-Ecken vermieden. Moderne PCB-Layout-Tools verfügen über Gehrungsfunktionen, die 90-Grad-Ecken automatisch durch zwei 45-Grad-Winkel ersetzen. Wenn Sie jedoch ein Layout mit 90-Grad-Ecken erstellen müssen, ist es am besten, diese zu vermeiden, da sie zu antennenartigen Schleifen führen können, die die Induktivität erhöhen. Die Gehrung von Winkeln auf 135 Grad kann in diesen Fällen zwar helfen, ist aber keine gute Lösung.

Die 90-Grad-Leiterbahnwinkel-Regel sollte bei der Festlegung von Schaltkreisabständen und -breiten mit Vorsicht angewendet werden. Dies liegt daran, dass die Ecke eine Diskontinuität erzeugt, die zu Reflexionen und Abstrahlungen führen kann. Die 90-Grad-Ecke ist auch am anfälligsten für phasenverschobene Reflektionen. Daher ist es am besten, Ecken mit 90-Grad-Winkeln zu vermeiden, es sei denn, Sie planen, sie in extrem engen Bereichen zu platzieren.

Ein weiterer Grund, Ecken zu vermeiden, ist, dass ein scharfer Winkel mehr Platz benötigt. Scharfe Ecken sind außerdem empfindlicher und führen zu Impedanzunterbrechungen. Diese Probleme verringern die Signaltreue. Aus diesem Grund empfiehlt moderne PCB-Layout-Software eher rechtwinklige Leiterbahnen und verlangt keine 45-Grad-Winkelverlegung.

PCB-Stapelungsregel

Die PCB-Stack-up-Regel der Schaltungsbreite und -abstände ist ein wichtiger Leitfaden beim Entwurf von Multilayer-Platinen. Grundsätzlich bedeutet dies, dass Sie die Breite und den Abstand der Schaltungen entsprechend festlegen müssen, wenn Sie sicherstellen wollen, dass ein Signal symmetrisch ist und von einer Ecke zur anderen verläuft. Häufig werden die Breite und der Abstand unter Berücksichtigung der Impedanz der Schaltungen berechnet.

Ein guter Aufbau ermöglicht es Ihnen, die Energie gleichmäßig zu verteilen, elektromagnetische Störungen zu beseitigen und Hochgeschwindigkeitssignale zu unterstützen. Außerdem wird die elektromagnetische Störung reduziert und die Zuverlässigkeit Ihres Produkts gewährleistet. Allerdings gibt es einige Herausforderungen bei der Verwaltung eines guten Stapels. Um diese Probleme zu überwinden, müssen Sie die richtigen Materialien verwenden und die Breite und die Abstände der Schaltkreise richtig festlegen. Eine gute PCB-Stackup-Software hilft Ihnen bei diesen Aufgaben. Sie hilft Ihnen auch bei der Auswahl der richtigen Materialien für Ihre Multilayer-Designs.

Mit zunehmender Anzahl der Lagen steigen auch die Anforderungen an die Leiterplattenaufbauten. So bestehen die einfachsten Stapelungen in der Regel aus vierlagigen Leiterplatten, während kompliziertere Stapelungen eine professionelle sequentielle Laminierung erfordern. Höhere Lagenzahlen ermöglichen den Designern auch mehr Flexibilität beim Schaltungslayout.