PCB從結(jié)構(gòu)上可分為單面板、雙面板和多層板。
其中,多層板是指兩層以上的印制板,它是由幾層絕緣基板上的連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元件用的焊盤組成,既具有導(dǎo)通各層線路,又具有相互間絕緣的作用,高速PCB普遍采用多層板來進行設(shè)計。
常見的多層板一般為4層板或6層板,復(fù)雜的多層板可達幾十層。
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PCB多層板的特點
PCB多層板與單面板、雙面板最大的不同就是增加了內(nèi)部電源層(保持內(nèi)電層)和接地層,電源和地線網(wǎng)絡(luò)主要在電源層上布線。但是,多層板布線主要還是以頂層和底層為主,以中間布線層為輔。
多層PCB主要由以下層面組成:Signal Layers(信號層)、InternalPlanes(內(nèi)部電源)、Mechanical Layers(機械層)、Masks(阻焊層)、Silkscreen(絲印層)、及System(系統(tǒng)工作層)。
多層PCB有諸多優(yōu)點,如:裝配密度高,體積??;電子元器件之間的連線縮短,信號傳輸速度快,方便布線;屏蔽效果好等等。
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PCB多層板的設(shè)計
EDA365電子論壇認為層板在設(shè)計的時候,各層應(yīng)保持對稱,而且最好是偶數(shù)銅層,若不對稱,容易造成扭曲。多層板布線是按電路功能進行,在外層布線時,要求在焊接面多布線,元器件面少布線,有利于印制板的維修和排故。
在走線方面,需要把電源層、地層和信號層分開,減少電源、地、信號之間的干擾。相鄰兩層印制板的線條應(yīng)盡量相互垂直或走斜線、曲線,不能走平行線,以減少基板的層間耦合和干擾。
板外形、尺寸、層數(shù)的確定
印制板的外形與尺寸,須以產(chǎn)品整機結(jié)構(gòu)為依據(jù)。EDA365電子論壇提醒大家,從生產(chǎn)工藝角度考慮,應(yīng)盡量簡單,一般為長寬比不太懸殊的長方形,以利于裝配提高生產(chǎn)效率,降低勞動成本。
層數(shù)方面,必須根據(jù)電路性能的要求、板尺寸及線路的密集程度而定。對多層印制板來說,以四層板、六層板的應(yīng)用最為廣泛。
多層板的各層應(yīng)保持對稱,而且最好是偶數(shù)銅層,即四、六、八層等。因為不對稱的層壓,板面容易產(chǎn)生翹曲,特別是對表面貼裝的多層板,更應(yīng)該引起注意。
元器件的位置及擺放方向
元器件的位置、擺放方向,首先應(yīng)從電路原理方面考慮,迎合電路的走向。擺放的合理與否,將直接影響該印制板的性能,特別是高頻模擬電路,對器件的位置及擺放要求,顯然更加嚴格。
所以,工程師在著手編排印制板的版面、決定整體布局的時候,應(yīng)該對電路原理進行詳細的分析,先確定特殊元器件(如大規(guī)模IC、大功率管 、信號源等)的位置,然后再安排其他元器件,盡量避免可能產(chǎn)生干擾的因素。
另一方面,應(yīng)從印制板的整體結(jié)構(gòu)來考慮,避免元器件的排列疏密不均,雜亂無章。這不僅影響了印制板的美觀,同時也會給裝配和維修工作帶來很多不便。
導(dǎo)線布層、布線區(qū)的要求
一般情況下,多層印制板布線是按電路功能進行。在外層布線時,要求在焊接面多布線,元器件面少布線,有利于印制板的維修和排故。
細、密導(dǎo)線和易受干擾的信號線,通常是安排在內(nèi)層。大面積的銅箔應(yīng)比較均勻分布在內(nèi)、外層,這將有助于減少板的翹曲度,也使電鍍時在表面獲得較均勻的鍍層。
為防止外形加工傷及印制導(dǎo)線和機械加工時造成層間短路,內(nèi)外層布線區(qū)的導(dǎo)電圖形離板緣的距離應(yīng)大于50mil。
導(dǎo)線走向的要求
多層板走線要把電源層、地層和信號層分開,減少電源、地、信號之間的干擾。
相鄰兩層印制板的線條應(yīng)盡量相互垂直或走斜線、曲線,不能走平行線,以減少基板的層間耦合和干擾。且導(dǎo)線應(yīng)盡量走短線,特別是對小信號電路來講,線越短,電阻越小,干擾越小。
安全間距的要求
安全間距的設(shè)定,應(yīng)滿足電氣安全的要求。一般來說,外層導(dǎo)線的最小間距不得小于4mil,內(nèi)層導(dǎo)線的最小間距不得小于4mil。
在布線能排得下的情況下,間距應(yīng)盡量取大值,以提高制板時的成品率及減少成品板故障的隱患。
提高整板抗干擾能力的要求
多層印制板的設(shè)計,還必須注意整板的抗干擾能力,EDA365電子論壇為大家整理了一些方法:
在各IC的電源、地附近加上濾波電容 ,容量一般為473或104。
對于印制板上的敏感信號,應(yīng)分別加上伴行屏蔽線,且信號源附近盡量少布線。
選擇合理的接地點。
原文標題:掌握這6個技巧,助你輕松搞定PCB多層板設(shè)計!
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