PCB疊層設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和規(guī)則

如今，電子產(chǎn)品日益緊湊的趨勢(shì)要求多層印刷電路板的三維設(shè)計(jì)。但是，層堆疊提出了與此設(shè)計(jì)觀點(diǎn)相關(guān)的新問(wèn)題。其中一個(gè)問(wèn)題就是為項(xiàng)目獲取高質(zhì)量的疊層構(gòu)建。

隨著生產(chǎn)越來(lái)越多的由多層組成的復(fù)雜印刷電路，PCB的堆疊在變得尤為重要。

良好的PCB疊層設(shè)計(jì)對(duì)于減少PCB回路和相關(guān)電路的輻射至關(guān)重要。相反，不良的堆積可能會(huì)顯著增加輻射，從安全角度來(lái)看這是有害的。

什么是PCB疊層？

在最終布局設(shè)計(jì)完成之前，PCB疊層將PCB的絕緣體和銅分層放置。開(kāi)發(fā)有效的堆疊是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。PCB在物理設(shè)備之間連接電源和信號(hào)，而電路板材料的正確分層直接影響其功能。

為什么要進(jìn)行PCB疊層？

開(kāi)發(fā)PCB疊層對(duì)于設(shè)計(jì)高效電路板至關(guān)重要。PCB疊層具有許多好處，因?yàn)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)可以提高能量分配能力、防止電磁干擾、限制交叉干擾并支持高速信號(hào)傳輸。

盡管堆疊的主要目的是通過(guò)多層將多個(gè)電子電路放置在一塊板上，但PCB堆疊的結(jié)構(gòu)也提供了其他重要優(yōu)勢(shì)。這些措施包括最大程度地降低電路板對(duì)外部噪聲的脆弱性，并減少高速系統(tǒng)的串?dāng)_和阻抗問(wèn)題。

良好的PCB疊層也可以幫助確保較低的最終生產(chǎn)成本。通過(guò)最大化效率并改善整個(gè)項(xiàng)目的電磁兼容性，PCB疊層可以有效節(jié)省的時(shí)間和資金。

PCB疊層設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和規(guī)則

?層數(shù)

簡(jiǎn)單的堆疊可能包括四層PCB，而更復(fù)雜的板則需要專(zhuān)業(yè)的順序?qū)訅?。盡管更為復(fù)雜，但更高的層數(shù)允許設(shè)計(jì)人員有更多的布置空間，而不會(huì)增加遇到不可能的解決方案的風(fēng)險(xiǎn)。

通常，需要八層或更多層才能獲得最佳的層布置和間隔以最大化功能。在多層板上使用質(zhì)量平面和電源平面還可以減少輻射。

?層排列

構(gòu)成電路的銅層和絕緣層的布置構(gòu)成了PCB重疊操作。防止PCB翹曲需在布置各層時(shí)，使板的橫截面對(duì)稱(chēng)且平衡。例如，在八層板中，第二層和第七層厚度應(yīng)相似以實(shí)現(xiàn)最佳平衡。

信號(hào)層應(yīng)始終與平面相鄰，而電源平面和質(zhì)量平面則嚴(yán)格耦合在一起。最好使用多個(gè)接地層，因?yàn)樗鼈兺ǔ？梢詼p少輻射并降低接地阻抗。

?圖層材質(zhì)類(lèi)型

每個(gè)基板的熱、機(jī)械和電特性以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔脤?duì)選擇PCB疊層材料選擇至關(guān)重要。

電路板通常由堅(jiān)固的玻璃纖維基板芯組成，可提供PCB的厚度和剛性。某些柔性PCB可能由柔性高溫塑料制成。

表面層是附著在板上的由銅箔制成的薄箔。在雙面PCB的兩面都存在銅，銅的厚度根據(jù)PCB疊層的層數(shù)而變化。

在銅箔的頂部覆蓋一層阻焊層，以使銅線跡與其他金屬接觸。這種材料對(duì)于幫助用戶(hù)避免焊接跳線的正確位置至關(guān)重要。

在阻焊層上施加絲網(wǎng)印刷層，以添加符號(hào)，數(shù)字和字母，以便于組裝，并使人們可以更好地理解電路板。

?確定布線和通孔

設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在層之間的中間層上布線高速信號(hào)。這允許接地平面提供屏蔽，該屏蔽包含從軌道高速發(fā)射的輻射。

信號(hào)電平靠近平面電平的放置使返回電流可以在相鄰平面上流動(dòng)，從而將返回路徑電感降至最低。相鄰電源和接地層之間沒(méi)有足夠的電容，無(wú)法使用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造技術(shù)提供500MHz以下的去耦。

?層之間的間距

由于電容減小，因此信號(hào)和電流返回平面之間的緊密耦合至關(guān)重要。電源和接地層也應(yīng)緊密耦合在一起。

信號(hào)層即使位于相鄰平面中也應(yīng)始終彼此靠近。層之間的緊密耦合和間隔對(duì)于不間斷的信號(hào)和整體功能至關(guān)重要。

總結(jié)

PCB疊層技術(shù)存在許多不同的多層PCB板設(shè)計(jì)。當(dāng)涉及多層時(shí)，必須結(jié)合考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面布局的三維方法。隨著現(xiàn)代電路的高運(yùn)行速度，必須進(jìn)行仔細(xì)的PCB疊層設(shè)計(jì)以提高分配能力并限制干擾。設(shè)計(jì)不良的PCB可能會(huì)降低信號(hào)傳輸、可生產(chǎn)性、功率傳輸和長(zhǎng)期可靠性。

審核編輯：湯梓紅