pcb設(shè)計(jì)打樣公司:一秒看懂!PCB層疊設(shè)計(jì)!
- 發(fā)布時(shí)間:2022-11-09 10:36:32
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PCB層疊設(shè)計(jì)需考慮的因素
一款PCB設(shè)計(jì)的層數(shù)及層疊方案取決于以下幾個(gè)因素:
1、硬件成本:PCB層數(shù)的多少與最終的硬件成本直接相關(guān),層數(shù)越多硬件成本就越高,以消費(fèi)類產(chǎn)品為代表的硬件PCB一般對于層數(shù)有最高限制,例如筆記本電腦產(chǎn)品的主板PCB層數(shù)通常為4~6層,很少超過8層;
2、高密元器件的出線:以BGA封裝器件為代表的高密元器件,此類元器件的出線層數(shù)基本決定了PCB板的布線層層數(shù);
3、信號(hào)質(zhì)量控制:對于高速信號(hào)比較集中的PCB設(shè)計(jì),如果重點(diǎn)關(guān)注信號(hào)質(zhì)量,那么就要求減少相鄰層布線以降低信號(hào)間串?dāng)_,這時(shí)布線層層數(shù)與參考層層數(shù)(Ground層或Power層)的比例最好是1:1,就會(huì)造成PCB設(shè)計(jì)層數(shù)的增加;反之,如果對于信號(hào)質(zhì)量控制不強(qiáng)制要求,則可以使用相鄰布線層方案,從而降低PCB層數(shù);
4、原理圖信號(hào)定義:原理圖信號(hào)定義會(huì)決定PCB布線是否“通順”,糟糕的原理圖信號(hào)定義會(huì)導(dǎo)致PCB布線不順、布線層數(shù)增加;
5、PCB廠家加工能力基線:PCB設(shè)計(jì)者給出的層疊設(shè)計(jì)方案(疊層方式、疊層厚度 等),必須要充分考慮PCB廠家的加工能力基線,如:加工流程、加工設(shè)備能力、常用PCB板材型號(hào)等 。
PCB層疊設(shè)計(jì)需要在以上所有設(shè)計(jì)影響因素中尋求優(yōu)先級和平衡點(diǎn)。
PCB層疊設(shè)計(jì)的一般規(guī)則
1、地層與信號(hào)層之間應(yīng)緊密耦合,意思就是說,地層與電源層之間的距離應(yīng)盡量小,介質(zhì)厚度應(yīng)盡量小,以增大電源層與地層之間的電容(如果這里不明白,大家可以想一下平板電容,電容的大小與間距成反比)。
2、兩個(gè)信號(hào)層之間盡量不要直接相鄰,這樣容易發(fā)生信號(hào)的串?dāng)_,影響電路的性能。
3、對于多層電路板,例如4層板,6層板,一般要求信號(hào)層盡量與一個(gè)內(nèi)電層(地層或者電源層)相鄰,這樣可以利用內(nèi)電層的大面積覆銅來起到屏蔽信號(hào)層的作用,從而有效的避免了信號(hào)層之間的串?dāng)_。
4、對于高速信號(hào)層,一般要位于兩個(gè)內(nèi)電層之間,這樣做的目的是一方面起到對高速信號(hào)提供一個(gè)有效的屏蔽層,另一方面則將高速信號(hào)限制在兩個(gè)內(nèi)電層之間,減小對其他信號(hào)層的干擾。
5、要考慮層疊結(jié)構(gòu)的對稱性。
6、多個(gè)接地的內(nèi)電層可以有效的降低接地阻抗。
推薦的層疊結(jié)構(gòu)
1、把高頻走線布在頂層,以避免高頻走線過程中使用到過孔而引入感應(yīng)電感。在頂層隔離器和發(fā)送接收電路的數(shù)據(jù)線用高頻走線直接相連。
2、高頻信號(hào)線下面放置一個(gè)地平面,以控制傳輸連接線的阻抗,也提供了一個(gè)非常低電感的通路給返回電流(return current)流過。
3、將電源層置于接地層下面。這兩個(gè)參考層構(gòu)成了一個(gè)大約為100pF/inch2的附加高頻旁路電容器。
4、在底層布線布置低速控制信號(hào)。這些信號(hào)線擁有較大的余量來承受過孔引起的阻抗不連續(xù),這樣的話就更有靈活性。
▲四層板疊層設(shè)計(jì)示例
如果還需要增加供電層(Vcc)或信號(hào)層,增加的第二組電源層/地層必須對稱層疊。這樣層疊層壓結(jié)構(gòu)才穩(wěn)定,板子也不會(huì)翹曲。不同電壓的電源層和地層之間應(yīng)該靠近一點(diǎn),這樣增加高頻旁路電容,從而抑制噪聲。
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