4-20层pcb板叠层顺序
PCB多层板叠层要求
PCB多层板叠层要求1.总层数:叠层多层板的总层数根据电路设计的需求和实际制造能力来确定。
一般来说,多层板的总层数可以是4层、6层、8层、10层等。
2.板厚:多层板的板厚根据电路设计的要求来确定。
在选择板厚时,需要考虑到电路板的稳定性、电磁兼容性(EMC)以及机械强度等因素。
3.层间距离:叠层多层板的各层之间需要有适当的间隔,以避免相互干扰和干扰周围环境。
层间距离通常由介质材料的特性和PCB设计规范来确定。
4.接地层:叠层多层板通常会有一个或多个接地层。
接地层可以提供电磁阻隔和电磁兼容性,并且能够帮助电路板抵抗电磁干扰。
5.电源层:叠层多层板通常会有一个或多个电源层。
电源层可以为电路提供稳定可靠的电源供应,并且可以减少电源线的长度和电磁辐射。
6.信号层:除了接地层和电源层外,叠层多层板还包括多个信号层。
信号层可以用于电路信号传输和信号屏蔽,可以根据需要进行追踪、焊盘和掩膜的设置。
7.电源和地线:叠层多层板的设计需要合理规划和布置电源和地线。
电源和地线的布局应尽量接近对应层的电源和地线,以减少阻抗和电磁干扰。
8.压缩层:在多层板的设计中,可以考虑使用压缩层来提高电路板的稳定性和机械强度。
压缩层通常由玻璃纤维布和环氧树脂组成。
9.材料选择:在进行多层板叠层设计时,需要选择合适的基材和介质材料。
常见的基材有FR4,常见的介质材料有聚酰亚胺(PI)和聚四氟乙烯(PTFE)。
10. 层间连接:叠层多层板的各层之间需要通过通过孔(via)或盲孔(blind via)来进行连接。
层间连接的方式有通孔连接和盲孔连接,需要根据叠层设计的具体要求来确定。
总之,PCB多层板叠层设计需要综合考虑电路设计要求、制造工艺和可行性来确定。
合理的叠层设计可以提高电路板的性能、稳定性和可靠性,并满足高集成度电路的需求。
多层pcb板制作流程
多层pcb板制作流程今天咱们来聊一聊多层PCB板是怎么制作出来的呀。
PCB板就像是电子产品的小基地,好多电子零件都要住在上面呢。
那多层PCB板就更厉害了,它有好多层。
想象一下,我们要盖一座超级厉害的多层大楼。
最开始呢,得有个设计图。
做多层PCB板也是这样,工程师们要先在电脑上画出这个板子的样子,哪里是放小零件的地方,哪里是电线走的路,都要画得清清楚楚。
就像我们画画一样,要先想好画什么,在哪里画。
比如说,我们要画一幅有房子、有树还有小朋友的画,就得先在脑袋里构思好,工程师们也是这样构思PCB板的。
画好设计图之后呀,就开始准备材料啦。
这就像盖大楼要准备砖头、水泥那些东西一样。
做PCB板需要一种特殊的板子,它是基础材料哦。
这种板子有点像我们平时玩的硬纸板,但是它很特别,可以让电在上面跑来跑去。
接下来呢,就是把设计图印到这个板子上啦。
这就像我们把画好的图案印到T恤上一样。
不过这个印的过程可复杂多啦。
要用到一些特殊的机器和药水,把设计图的线条一点一点地印到板子上。
这时候的板子上就有了一些浅浅的线路痕迹啦。
然后呢,就是要做出那些连接不同层的小通道,就像是大楼里连接不同楼层的楼梯一样。
这得非常小心,因为这些小通道要是出了问题,那整个PCB板可能就不能好好工作了。
做完这些之后呀,就开始一层一层地叠加起来啦。
这就像我们搭积木一样,一块一块地往上搭。
每一层都有它的作用,就像每一层楼都有不同的用处一样。
比如说,有的层是专门给电源走的路,有的层是信号走的路。
再之后呢,要把这些叠加好的层紧紧地压在一起。
就像我们把很多张纸紧紧地订成一个本子一样。
这个过程要用到很大的压力,这样才能让这些层牢牢地粘在一起,变成一个整体的多层PCB板。
最后呀,还要进行各种测试。
就像我们做完一个手工,要检查一下有没有问题一样。
要看看电能不能在这个板子上顺利地跑来跑去,每个小零件能不能在自己的位置上好好工作。
如果有问题,就得赶紧修改。
这样,一个多层PCB板就制作好啦。
PCB电路板如何快速掌握PCB四层板
PCB电路板如何快速掌握PCB四层板PCB电路板如何快速掌握PCB四层板四层电路板布线方法一般而言,四层电路板可分为顶层、底层和两个中间层。
顶层和底层走信号线,中间层首先通过命令DESIGN/LAYERSTACKMANAGER用ADDPLANE添加INTERNALPLANE1和INTERNALPLANE2分别作为用的最多的电源层如VCC和地层如GND (即连接上相应的网络标号。
注意不要用ADDLAYER,这会增加MIDPLAYER,后者主要用作多层信号线放置),这样PLNNE1和PLANE2就是两层连接电源VCC和地GND的铜皮。
如果有多个电源如VCC2等或者地层如GND2等,先在PLANE1或者PLANE2中用较粗导线或者填充FILL(此时该导线或FILL对应的铜皮不存在,对着光线可以明显看见该导线或者填充)划定该电源或者地的大致区域(主要是为了后面PLACE/SPLITPLANE命令的方便),然后用PLACE/SPLITPLANE在INTERNALPLANE1和INTERNALPLANE2相应区域中划定该区域(即VCC2铜皮和GND2铜片,在同一PLANE中此区域不存在VCC 了)的范围(注意同一个PLANE中不同网络表层尽量不要重叠。
设SPLIT1和SPLIT2是在同一PLANE中重叠两块,且SPLIT2在SPLIT1内部,制版时会根据SPLIT2的边框自动将两块分开(SPLIT1分布在SPLIT的外围)。
只要注意在重叠时与SPLIT1同一网络表的焊盘或者过孔不要在SPLIT2的区域中试图与SPLIT1相连就不会出问题)。
这时该区域上的过孔自动与该层对应的铜皮相连,DIP封装器件及接插件等穿过上下板的器件引脚会自动与该区域的PLANE让开。
点击DESIGN/SPLITPLANES可查看各SPLITPLANES。
protel99的图层设置与内电层分割PROTEL99的电性图层分为两种,打开一个PCB设计文档按,快捷键L,出现图层设置窗口。
PCB叠层结构参考即多层板叠层建议
PCB叠层结构参考即多层板叠层建议电路板的叠层安排是对PCB的整个系统设计的基础。
叠层设计如有缺陷, 将最终影响到整机的EMC性能。
总的来说叠层设计主要要遵从两个规矩:1. 每个走线层都必须有一个邻近的参考层(电源或地层);2. 邻近的主电源层和地层要保持最小间距,以提供较大的耦合电容;下面列出从两层板到十层板的叠层:一、单面PCB板和双面PCB板的叠层对于两层板来说,由于板层数量少,已经不存在叠层的问题。
控制EMI辐射主要从布线和布局来考虑;单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出。
造成这种现象的主要原因就是因是信号回路面积过大,不仅产生了较强的电磁辐射,而且使电路对外界干扰敏感。
要改善线路的电磁兼容性,最简单的方法是减小关键信号的回路面积。
关键信号:从电磁兼容的角度考虑,关键信号主要指产生较强辐射的信号和对外界敏感的信号。
能够产生较强辐射的信号一般是周期性信号,如时钟或地址的低位信号。
对干扰敏感的信号是指那些电平较低的模拟信号。
单、双层板通常使用在低于10KHZ的低频模拟设计中:1在同一层的电源走线以辐射状走线,并最小化线的长度总和;2走电源、地线时,相互靠近;在关键信号线边上布一条地线,这条地线应尽量靠近信号线。
这样就形成了较小的回路面积,减小差模辐射对外界干扰的敏感度。
当信号线的旁边加一条地线后,就形成了一个面积最小的回路,信号电流肯定会取道这个回路,而不是其它地线路径。
3如果是双层线路板,可以在线路板的另一面,紧靠近信号线的下面,沿着信号线布一条地线,一线尽量宽些。
这样形成的回路面积等于线路板的厚度乘以信号线的长度。
、四层板的叠层;推荐叠层方式:1. SIG —GND(PWR) —PWR (GND) —SIG ;2. GND -SIG(PWR) —SIG(PWR) —GND ;对于以上两种叠层设计,潜在的问题是对于传统的 1.6mm (62mil)板厚。
层间距将会变得很大,不仅不利于控制阻抗,层间耦合及屏蔽;特别是电源地层之间间距很大,降低了板电容,不利于滤除噪声。
PCB各层介绍及AD软件画PCB时的规则
PCB各层介绍及AD软件画PCB时的规则好久没画过板了,最近因为⼯作关系,硬件软件全部得⾃⼰来,不得不重新打开闲置很久的AltiumDesigner。
以前做过点乱七⼋糟的笔记,本来想回头翻看⼀下,结果哪⼉也找不到,估计已经被不⼩⼼删掉了。
曾经挺熟悉的东西,现在⼀打开竟然处处遇坎⼉,很多操作都忘记了,看来不留好笔记是不⾏的,不然很多东西过段时间不⽤,再⽤的时候就跟新学⼀样了,还得到处找资料。
吸取教训,以后有点什么⼩note都要有条理的记录收藏起来。
PCB各层说明:丝印层(OverLay,Silkscreen):有顶层丝印和底层丝印。
⽤来画器件轮廓,器件编号和⼀些图案等。
信号层(SignalLayer):对于两层板,主要是TopLayer和BottomLayer层。
多层板的话还有若⼲个中间层(Mid)内部电源/接地层(Internal Planes):内部电源/接地层主要⽤于4层以上印制电路板作为电源和接地专⽤布线层。
阻焊层(Solder Mask):绿油覆盖层。
这⼀层是负⽚输出。
阻焊区域⼀般⽐焊盘区域稍⼤。
AD9中可通过规则设置阻焊层的⼤⼩,如下图。
锡膏防护层(Paste Mask):这⼀层主要⽤来制作钢⽹,这⼀层不⽤发给PCB⼚家,⽽应发给回流焊⼚家。
也是负⽚输出。
锡膏层⼀般⽐焊盘区域稍⼩。
AD9中可通过规则设置锡膏层的⼤⼩,如下图(下图中的规则是锡膏层与焊盘区⼀样⼤。
锡膏层只能⽐焊盘区⼩或⼀样⼤,否则锡膏层略⼤可能引起相邻的焊盘短路)。
禁⽌布线层(Keep Out):圈定布线区域。
(只针对⾃动布线?如果有机械层的话,⼿动布线时可以⽆视这层?)多层⾯,PCB板的所有层(Multi Layer):涵盖了PCB的所有层。
机械层(Mechanical Layers):机械层⼀般⽤来绘制印制电路板的边框(边界),通常只需使⽤⼀个机械层。
(疑:跟禁⽌布线层什么关系?禁⽌布线层包含在机械层之内?如果没有机械层,PCB⼚商会将禁⽌布线层当做机械层来做?)钻孔层(Drill):分为钻孔引导层(DrillGuide)和钻孔数据层(DrillDrawing),⽤于绘制钻孔孔径和孔的定位。
PCB电路板的分层
1Signal Layers信号层:即铜箔层,用于完成电气连接;Altium Designer Winter 09允许电路板设计32个信号层,分别为Top Layer、Mid Layer 1、Mid Layer 2……Mid Layer 30和Bottom Layer,各层以不同的颜色显示;2Internal Planes中间层,也称内部电源与地线层:也属于铜箔层,用于建立电源和地线网络;系统允许电路板设计16个中间层,分别为Internal Layer 1、Internal Layer 2……Internal Layer 16,各层以不同的颜色显示;3Mechanical Layers机械层:用于描述电路板机械结构、标注及加工等生产和组装信息所使用的层面,不能完成电气连接特性,但其名称可以由用户自定义;系统允许PCB板设计包含16个机械层,分别为Mechanical Layer 1、Mechanical Layer 2……Mechanical Layer 16,各层以不同的颜色显示;4Mask Layers阻焊层:用于保护铜线,也可以防止焊接错误;系统允许PCB设计包含4个阻焊层,即Top Paste顶层锡膏防护层、Bottom Paste底层锡膏防护层、Top Solder顶层阻焊层和Bottom Solder底层阻焊层,分别以不同的颜色显示;5Silkscreen Layers丝印层:也称图例legend,通常该层用于放置元件标号、文字与符号,以标示出各零件在电路板上的位置;系统提供有两层丝印层,即Top Overlay顶层丝印层和Bottom Overlay底层丝印层;6Other Layers其他层6-1Drill Guides钻孔和Drill Drawing钻孔图:用于描述钻孔图和钻孔位置;6-2Keep-Out Layer禁止布线层:用于定义布线区域,基本规则是元件不能放置于该层上或进行布线;只有在这里设置了闭合的布线范围,才能启动元件自动布局和自动自线功能;6-3Multi-Layer多层:该层用于放置穿越多层的PCB元件,也用于显示穿越多层的机械加工指示信息;单击菜单栏的“Design设计”——>“Board Layer & Colors …电路板层和颜色”命令,在弹出的“View Configurations视图配置”对话框中取消对中间3个复选框的勾选即可看到系统提供的所有层;1 Signal layer信号层信号层主要用于布置电路板上的导线;Protel 99 SE提供了32个信号层,包括Top layer 顶层,Bottom layer底层和30个MidLayer中间层;2 Internal plane layer内部电源/接地层Protel 99 SE提供了16个内部电源层/接地层.该类型的层仅用于多层板,主要用于布置电源线和接地线.我们称双层板,四层板,六层板,一般指信号层和内部电源/接地层的数目;3 Mechanical layer机械层Protel 99 SE提供了16个机械层,它一般用于设置电路板的外形尺寸,数据标记,对齐标记,装配说明以及其它的机械信息;这些信息因设计公司或PCB制造厂家的要求而有所不同;执行菜单命令Design|Mechanical Layer能为电路板设置更多的机械层;另外,机械层可以附加在其它层上一起输出显示;4 Solder mask layer阻焊层在焊盘以外的各部位涂覆一层涂料,如防焊漆,用于阻止这些部位上锡;阻焊层用于在设计过程中匹配焊盘,是自动产生的;Protel 99 SE提供了Top Solder顶层和Bottom Solder 底层两个阻焊层;5 Paste mask layer锡膏防护层,SMD贴片层它和阻焊层的作用相似,不同的是在机器焊接时对应的表面粘贴式元件的焊盘;Protel 99 SE提供了Top Paste顶层和Bottom Paste底层两个锡膏防护层;主要针对PCB板上的SMD表面贴装器件元件;如果板全部放置的是Dip通孔元件,这一层就不用输出Gerber文件了;在将SMD元件贴PCB板上以前,必须在每一个SMD焊盘上先涂上锡膏,在涂锡用的钢网就一定需要这个Paste Mask文件,菲林胶片才可以加工出来;Paste Mask层的Gerber输出最重要的一点要清楚,即这个层主要针对SMD元件,同时将这个层与下面即将介绍的Solder Mask作一比较,弄清两者的不同作用,因为从菲林胶片图中看这两个胶片图很相似;6 Keep out layer禁止布线层用于定义在电路板上能够有效放置元件和布线的区域;在该层绘制一个封闭区域作为布线有效区,在该区域外是不能自动布局和布线的;7 Silkscreen layer丝印层丝印层主要用于放置印制信息,如元件的轮廓和标注,各种注释字符等;Protel 99 SE提供了Top Overlay和Bottom Overlay两个丝印层;一般,各种标注字符都在顶层丝印层,底层丝印层可关闭;8 Multi layer多层电路板上焊盘和穿透式过孔要穿透整个电路板,与不同的导电图形层建立电气连接关系,因此系统专门设置了一个抽象的层—多层;一般,焊盘与过孔都要设置在多层上,如果关闭此层,焊盘与过孔就无法显示出来;9 Drill layer钻孔层钻孔层提供电路板制造过程中的钻孔信息如焊盘,过孔就需要钻孔;Protel 99 SE提供了Drill gride钻孔指示图和Drill drawing钻孔图两个钻孔层;相应的在eagle中也有很多的层常用的用绿色标记In Layout and Package Editor1 Top Tracks, top side2 Route2 Inner layer signal or supply3 Route3 Inner layer signal or supply4 Route4 Inner layer signal or supply5 Route5 Inner layer signal or supply6 Route6 Inner layer signal or supply7 Route7 Inner layer signal or supply8 Route8 Inner layer signal or supply9 Route9 Inner layer signal or supply10 Route10 Inner layer signal or supply11 Route11 Inner layer signal or supply12 Route12 Inner layer signal or supply13 Route13 Inner layer signal or supply14 Route14 Inner layer signal or supply15 Route15 Inner layer signal or supply16 Bottom Tracks, bottom side17 Pads Pads through-hole元件的引脚过孔型,贴片引脚算在顶层和底层上18 Vias Vias through all layers过孔19 Unrouted Airlines rubber bands20 Dimension Board outlines circles for holes 板子外形,相当于机械层21 tPlace Silk screen, top side丝印层22 bPlace Silk screen, bottom side丝印层23 tOrigins Origins, top side generated autom.元件中间有个十字叉,代表元件位置24 bOrigins Origins, bottom side generated autom.25 tNames Service print, top side component NAME26 bNames Service print, bottom s. component NAME27 tValues Component VALUE, top side28 bValues Component VALUE, bottom side21~28制版时可全部放在丝印层29 tStop Solder stop mask, top side gen. autom.30 bStop Solder stop mask, bottom side gen. Autom.31 tCream Solder cream, top side32 bCream Solder cream, bottom side33 tFinish Finish, top side34 bFinish Finish, bottom side35 tGlue Glue mask, top side36 bGlue Glue mask, bottom side37 tTest Test and adjustment information, top side38 bTest Test and adjustment inf., bottom side39 tKeepout Restricted areas for components, top side40 bKeepout Restricted areas for components, bottom s.41 tRestrict Restricted areas for copper, top side42 bRestrict Restricted areas for copper, bottom side43 vRestrict Restricted areas for vias44 Drills Conducting through-holes45 Holes Non-conducting holes46 Milling Milling47 Measures Measures48 Document Documentation49 Reference Reference marks51 tDocu Detailed top screen print52 bDocu Detailed bottom screen print机械层是定义整个PCB板的外观的,其实我们在说机械层的时候,就是指整个PCB板的外形结构;禁止布线层是我们在布电气特性的铜时定义的边界,也就是说我们先定义了禁止布线层后,我们在以后的布过程中,所布的具有电气特性的线是不可能超出禁止布线层的边界;topoverlay 和 bottomoverlay 是定义顶层和底层的丝印字符,就是我们在PCB板上看到的元件编号和一些字符;toppaste 和 bottompaste是顶层和底层焊盘层,它就是指我们可以看到的露在外面的铜铂,比如我们在顶层布线层画了一根导线,这根导线我们在PCB上所看到的只是一根线而已,它是被整个绿油盖住的,但是我们在这根线的位置上的toppaset层上画一个方形,或一个点,所打出来的板上这个方形和这个点就没有绿油了,而是铜铂;topsolder 和 bottomsolder 这两个层刚刚和前面两个层相反,可以这样说,这两个层就是要盖绿油的层,multilaye这个层实际上就和机械层差不多了,顾名恩义,这个层就是指PCB板的所有层;阻焊层和助焊层的区分阻焊层:solder mask,是指板子上要上绿油的部分;因为它是负片输出,所以实际上有solder mask的部分实际效果并不上绿油,而是镀锡,呈银白色助焊层:paste mask,是机器贴片时要用的,是对应所有贴片元件的焊盘的,大小与toplayer/bottomlayer层一样,是用来开钢网漏锡用的;要点:两个层都是上锡焊接用的,并不是指一个上锡,一个上绿油;那么有没有一个层是指上绿油的层,只要某个区域上有该层,就表示这区域是上绝缘绿油的呢暂时我还没遇见有这样一个层我们画的PCB板,上面的焊盘默认情况下都有solder层,所以制作成的PCB板上焊盘部分是上了银白色的焊锡的,没有上绿油这不奇怪;但是我们画的PCB板上走线部分,仅仅只有toplayer或者bottomlayer层,并没有solder层,但制成的PCB板上走线部分都上了一层绿油;那可以这样理解:1、阻焊层的意思是在整片阻焊的绿油上开窗,目的是允许焊接2、默认情况下,没有阻焊层的区域都要上绿油3、paste mask层用于贴片封装SMT封装用到了:toplayer层,topsolder层,toppaste层,且toplayer和toppaste 一样大小,topsolder比它们大一圈; DIP封装仅用到了:topsolder和multilayer层经过一番分解,我发现multilayer层其实就是toplayer,bottomlayer,topsolder,bottomsolder层大小重叠,且topsolder/bottomlayer 比toplayer/bottomlayer大一圈;疑问:“solder层相对应的铜皮层有铜才会镀锡或镀金”这句话是否正确这句话是一个工作在生产PCB厂的人说的,他的意思就是说:要想使画在solder层的部分制作出来的效果是镀锡,那么对应的solder层部分要有铜皮即:与solder层对应的区域要有toplayer或bottomlayer层的部分虽然这么说,但我曾经看到过一块PCB 板,上面一块镀锡区域,只画了solder层,在pcb图上,与它对应的区域并没有铜皮层不知孰对孰错现在:我得出一个结论::“solder层相对应的铜皮层有铜才会镀锡或镀金”这句话是正确的solder层表示的是不覆盖绿油的区域PCB的各层定义及描述:1、TOP LAYER顶层布线层:设计为顶层铜箔走线;如为单面板则没有该层;2、BOMTTOM LAYER底层布线层:设计为底层铜箔走线;3、TOP/BOTTOM SOLDER顶层/底层阻焊绿油层:顶层/底层敷设阻焊绿油,以防止铜箔上锡,保持绝缘;在焊盘、过孔及本层非电气走线处阻焊绿油开窗;焊盘在设计中默认会开窗OVERRIDE:,即焊盘露铜箔,外扩,波峰焊时会上锡;建议不做设计变动,以保证可焊性;过孔在设计中默认会开窗OVERRIDE:,即过孔露铜箔,外扩,波峰焊时会上锡;如果设计为防止过孔上锡,不要露铜,则必须将过孔的附加属性SOLDER MASK阻焊开窗中的PENTING选项打勾选中,则关闭过孔开窗;另外本层也可单独进行非电气走线,则阻焊绿油相应开窗;如果是在铜箔走线上面,则用于增强走线过电流能力,焊接时加锡处理;如果是在非铜箔走线上面,一般设计用于做标识和特殊字符丝印,可省掉制作字符丝印层;4、TOP/BOTTOM PASTE顶层/底层锡膏层:该层一般用于贴片元件的SMT回流焊过程时上锡膏,和印制板厂家制板没有关系,导出GERBER时可删除,PCB设计时保持默认即可;5、TOP/BOTTOM OVERLAY顶层/底层丝印层:设计为各种丝印标识,如元件位号、字符、商标等;6、MECHANICAL LAYERS机械层:设计为PCB机械外形,默认LAYER1为外形层;其它LAYER2/3/4等可作为机械尺寸标注或者特殊用途,如某些板子需要制作导电碳油时可以使用LAYER2/3/4等,但是必须在同层标识清楚该层的用途;7、KEEPOUT LAYER禁止布线层:设计为禁止布线层,很多设计师也使用做PCB机械外形,如果PCB上同时有KEEPOUT和MECHANICAL LAYER1,则主要看这两层的外形完整度,一般以MECHANICAL LAYER1为准;建议设计时尽量使用MECHANICAL LAYER1作为外形层,如果使用KEEPOUT LAYER作为外形,则不要再使用MECHANICAL LAYER1,避免混淆8、MIDLAYERS中间信号层:多用于多层板,我司设计很少使用;也可作为特殊用途层,但是必须在同层标识清楚该层的用途;9、INTERNAL PLANES内电层:用于多层板,我司设计没有使用;10、MULTI LAYER通孔层:通孔焊盘层;11、DRILL GUIDE钻孔定位层:焊盘及过孔的钻孔的中心定位坐标层;12、DRILL DRAWING钻孔描述层:焊盘及过孔的钻孔孔径尺作为一个初学者,要学会设计PCB板,首先得记住下面这些基础知识,否则很难看懂相关的书记和教程;1、“层Layer ”的概念与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有所同,Protel的“层”不是虚拟的,而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层;现今,由于电子线路的元件密集安装;防干扰和布线等特殊要求,一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线,在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔,例如,现在的计算机主板所用的印板材料多在4层以上;这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层如软件中的Ground Dever和Power Dever,并常用大面积填充的办法来布线如软件中的ExternaI P1a11e和Fill;上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到的所谓“过孔Via”来沟通;有了以上解释,就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置”的有关概念了;举个简单的例子,不少人布线完成,到打印出来时方才发现很多连线的终端都没有焊盘,其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念,没把自己绘制封装的焊盘特性定义为”多层Mulii一Layer的缘故;要提醒的是,一旦选定了所用印板的层数,务必关闭那些未被使用的层,免得惹事生非走弯路;2、过孔Via为连通各层之间的线路,在各层需要连通的导线的文汇处钻上一个公共孔,这就是过孔;工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状,可直接与上下两面的线路相通,也可不连;一般而言,设计线路时对过孔的处理有以下原则:1尽量少用过孔,一旦选用了过孔,务必处理好它与周边各实体的间隙,特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙,如果是自动布线,可在“过孔数量最小化” Via Minimiz8tion子菜单里选择“on”项来自动解决;2需要的载流量越大,所需的过孔尺寸越大,如电源层和地层与其它层联接所用的过孔就要大一些;3、丝印层Overlay为方便电路的安装和维修等,在印刷板的上下两表面印刷上所需要的标志图案和文字代号等,例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产日期等等;不少初学者设计丝印层的有关内容时,只注意文字符号放置得整齐美观,忽略了实际制出的PCB效果;他们设计的印板上,字符不是被元件挡住就是侵入了助焊区域被抹赊,还有的把元件标号打在相邻元件上,如此种种的设计都将会给装配和维修带来很大不便;正确的丝印层字符布置原则是:”不出歧义,见缝插针,美观大方”;4、SMD的特殊性Protel封装库内有大量SMD封装,即表面焊装器件;这类器件除体积小巧之外的最大特点是单面分布元引脚孔;因此,选用这类器件要定义好器件所在面,以免“丢失引脚Missing Plns”;另外,这类元件的有关文字标注只能随元件所在面放置;5、网格状填充区External Plane 和填充区Fill正如两者的名字那样,网络状填充区是把大面积的铜箔处理成网状的,填充区仅是完整保留铜箔;初学者设计过程中在计算机上往往看不到二者的区别,实质上,只要你把图面放大后就一目了然了;正是由于平常不容易看出二者的区别,所以使用时更不注意对二者的区分,要强调的是,前者在电路特性上有较强的抑制高频干扰的作用,适用于需做大面积填充的地方,特别是把某些区域当做屏蔽区、分割区或大电流的电源线时尤为合适;后者多用于一般的线端部或转折区等需要小面积填充的地方;6、焊盘 Pad焊盘是PCB设计">PCB设计中最常接触也是最重要的概念,但初学者却容易忽视它的选择和修正,在设计中千篇一律地使用圆形焊盘;选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素;Protel在封装库中给出了一系列不同大小和形状的焊盘,如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等,但有时这还不够用,需要自己编辑;例如,对发热且受力较大、电流较大的焊盘,可自行设计成“泪滴状”,在大家熟悉的彩电PCB的行输出变压器引脚焊盘的设计中,不少厂家正是采用的这种形式;一般而言,自行编辑焊盘时除了以上所讲的以外,还要考虑以下原则:1形状上长短不一致时要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大;2需要在元件引角之间走线时选用长短不对称的焊盘往往事半功倍;3各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定,原则是孔的尺寸比引脚直径大0.2- 0.4毫米;7、各类膜Mask这些膜不仅是PcB制作工艺过程中必不可少的,而且更是元件焊装的必要条件;按“膜”所处的位置及其作用,“膜”可分为元件面或焊接面助焊膜TOp or Bottom 和元件面或焊接面阻焊膜TOp or BottomPaste Mask两类; 顾名思义,助焊膜是涂于焊盘上,提高可焊性能的一层膜,也就是在绿色板子上比焊盘略大的各浅色圆斑;阻焊膜的情况正好相反,为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式,要求板子上非焊盘处的铜箔不能粘锡,因此在焊盘以外的各部位都要涂覆一层涂料,用于阻止这些部位上锡;可见,这两种膜是一种互补关系;由此讨论,就不难确定菜单中类似“solder Mask En1argement”等项目的设置了;8、飞线,飞线有两重含义:自动布线时供观察用的类似橡皮筋的网络连线,在通过网络表调入元件并做了初步布局后,用“Show 命令就可以看到该布局下的网络连线的交叉状况,不断调整元件的位置使这种交叉最少,以获得最大的自动布线的布通率;这一步很重要,可以说是磨刀不误砍柴功,多花些时间,值另外,自动布线结束,还有哪些网络尚未布通,也可通过该功能来查找;找出未布通网络之后,可用手工补偿,实在补偿不了就要用到“飞线”的第二层含义,就是在将来的印板上用导线连通这些网络;要交待的是,如果该电路板是大批量自动线生产,可将这种飞线视为0欧阻值、具有统一焊盘间距的电阻元件来进行设计.9、PCB板层介绍TopLayer顶层画出来的线条是红色,就是一般双面板的上面一层,单面板就用不倒这层;BottomLayer底层画出来的线条是蓝色,就是单面板上面的线路这层;MidLayer1中间层1这个是第一层中间层,好像有30层,一般设计人员用不到,你先不用管他,多面板时候用的;默认在99SE中不显示;也用不到;Mechanical Layers机械层紫红色用于标记尺寸,板子说明,在PCB抄板加工的时候是忽略的,也就是板子做出来是看不出来的;简单点式注释的意思;Top Overlay顶层丝印层黄色就是板子正面的字符,对应TopLayer顶层单面板就用到这层字符就可以了,Bottom Overlay底层丝印层褐色对应BottomLayer底层就是板子背面的字符,双面板时候用到以上两层字符;KeepOutLayer禁止布线层紫红色同机械层简单说就是板子的边框,外型;Multi layer多层银色所有布线层都包括,一般单双面的插件焊盘就在这层,花条线条就是所有层都画上了;10、PCB板层的作用1、TopLayer顶层顶层布线层,用来画元件之间的电气连接线;2、BottomLayer底层底层布线层,作用与顶层布线层;3、MidLayer1中间层1作用是在制多层板时在此层也会绘制电气连接线,不过多层板成本比较高;4、Mechanical Layers机械层可用来绘制PCB印制板的外形,及需挖孔部位,也可用来做注释PCB尺寸等,注意PCB外形,挖空部位和PCB的注释尺寸不要用同一机械层,比如机械层1用来绘制PCB外形及挖空,机械层13用来注释尺寸等,分开后印制板厂家的技术人员会根据此层的东西自己分析是否需要将此层制作出来;5、Top Overlay顶层丝印层黄色就是板子正面的字符,对应TopLayer顶层单面板就用到这层字符就可以了,Bottom Overlay底层丝印层褐色对应BottomLayer底层就是板子背面的字符,双面板时候用到以上两层字符;6、KeepOutLayer禁止布线层作用是绘制禁止布线区域,如果印制板中没有绘制机械层的情况下,印制板厂家的人会以此层来做为PCB外形来处理;如过KEEPOUT LAYER层和机械层都有的情况下,默认是以机械层为PCB外形,但印制板厂家的技术人员会自己去区分,但是区分不出来的情况下他们会默认以机械层当外形层;7、Multi layer多层银色所有布线层都包括,一般单双面的插件焊盘就在这层,花条线条就是所有层都画上了;8、Signal Layers信号层Protel98、Protel99提供了16个信号层:Top顶层、Bottom底层和Mid1-Mid1414个中间层;信号层就是用来完成印制电路板铜箔走线的布线层;在设计双面板时,一般只使用Top 顶层和Bottom底层两层,当印制电路板层数超过4层时,就需要使用Mid中间布线层;9、Internal Planes内部电源/接地层Protel98、Protel99提供了Plane1-Plane44个内部电源/接地层;内部电源/接地层主要用于4层以上印制电路板作为电源和接地专用布线层,双面板不需要使用;10、Mechanical Layers机械层机械层一般用来绘制印制电路板的边框边界,通常只需使用一个机械层;有Mech1-Mech44个机械层;11、Drkll Layers钻孔位置层共有2层:“Drill Drawing”和“Drill Guide”;用于绘制钻孔孔径和孔的定位;12、Solder Mask阻焊层共有2层:Top顶层和Bottom底层;阻焊层上绘制的时印制电路板上的焊盘和过孔周围的保护区域;13、Paste Mask锡膏防护层共有2层:Top顶层和Bottom底层;锡膏防护层主要用于有表面贴元器件的印制电路板,这时表帖元器件的安装工艺所需要的,无表帖元器件时不需要使用该层;14、Silkscreen丝印层共有2层:Top顶层和Bottom底层;丝印层主要用于绘制文字说明和图形说明,如元器件的外形轮廓、标号和参数等;15、Other其它层共有8层:“Keep Out禁止布线层”、“Multi Layer多层面,PCB板的所有层”、“Connect连接层”“DRC Error错误层”、2个“Visible Grid可视网格层”、“Pad Holes 焊盘孔层”和“Via Holes过孔孔层”;其中有些层是系统自己使用的,如Visible Grid可视网格层就是为了设计者在绘图时便于定位;而Keep Put禁止布线层是在自动布线时使用,手工布线不需要使用;对于手工绘制双面印制电路板来说,使用最多的是Top Layers顶层铜箔布线、Bottom Layers底层铜箔布线和Top Silkscreen顶层丝引层;每一个图层都可以选择一个自己习惯的颜色,一般顶层用红色、底层用蓝色、文字及符号用绿色或白色、焊盘和过孔用黄色;toplayer和bottomlayer:分别为顶层和底层,即电路板的外表上层和下层,通常的信号线都是在上面布置的,如双层板;对于多层板,也可在中间添加信号层布线;Mechanical 机械层:定义整个PCB板的外观,即整个PCB板的外形结构;Keepoutlayer 禁止布线层:定义在布电气特性的铜一侧的边界;也就是说先定义了禁止布线层后,在以后的布过程中,所布的具有电气特性的线不可以超出禁止布线层的边界;Topoverlay 顶层丝印层Bottomoverlay 底层丝印层:定义顶层和底的丝印字符,就是一般在PCB板上看到的元件编号和一些字符;Toppaste 顶层焊盘层Bottompaste 底层焊盘层:指我们可以看到的露在外面的铜铂;Topsolder 顶层阻焊层Bottomsolder 底层阻焊层:与toppaste和bottompaste两层相反,是要盖绿油的层;Drillguide 过孔引导层Drilldrawing 过孔钻孔层Multiplayer 多层:指PCB板的所有层;16、TopLayer元件层、BottomLayer布线与插件式元件的焊接层、MidLayerx中间层,这几层是用来画导线或覆铜的当然还有TopLayer、BottomLayer的SMT贴片器件的焊盘PAD;17、Top Solder、Bottom Solder、Top Paste、Bottom Paste,这四层是与穿越两层以上器件PAD相关的;一般Paste层留的孔会比焊盘小Paste表面意思是指焊膏层,就是说可以用它来制作印刷锡膏的钢网,这层只需要露出所有需要贴片焊接的焊盘,并且开孔可能会比实际焊盘小;然后,要往PCB版上刷绿油阻焊吧,这就是Solder层,Solder层要把PAD露出来吧,这就是我们在只显示Solder层时看到的小圆圈或小方圈,一般比焊盘大Solder表面意思是指阻焊层,就是用它来涂敷绿油等阻焊材料,从而防止不需要焊接的地方沾染焊锡的,这层会露出所有需要焊接的焊盘,并且开孔会比实际焊盘要大;这几层一般为黄色铜或白色锡;18、Top Overlay、Bottom Overlay,丝印层,PCB表面的文字或电阻电容符号或器件边框等,一般为白色;19、Keepout,画边框,确定电气边界;20、Mechanical layer,真正的物理边界,定位孔的就按照Mechanical layer的尺寸来做的,但PCB厂的工程师一般不懂这个;所以最好是发给PCB厂之前将keepout layer层删除;21、Multi Layer,贯穿各层的,像过孔到底层或顶层的过孔VIA也有Solder和Paste;22、Drill guide、Drill drawing,钻孔层;。
PCB叠层结构知识多层板设计技巧
PCB叠层结构知识多层板设计技巧PCB(Printed Circuit Board)叠层结构是指将多个层(Layer)的电路板通过堆叠的方式组合在一起形成一个整体。
多层板设计技巧包括了布线规则、信号与电源分离、地电平整、阻抗控制等方面的知识。
下面将详细介绍PCB叠层结构知识和多层板设计技巧。
首先,关于PCB的叠层结构。
PCB的叠层结构可以根据电路设计的需要选择不同的层数,一般常见的有4层、6层、8层等不同层数的叠层结构。
叠层结构具有以下几个优点:1.紧凑性:叠层结构可以将电路板的整体尺寸缩小,提高电子产品的集成度。
2.信号完整性:通过在内层设置地电平、电源电平和信号层,可以有效减少信号串扰和引入的干扰,提高信号完整性。
3.电路效率:叠层结构可以实现电路的分区布局,提高电路的工作效率。
在进行多层板设计时,需要注意以下一些设计技巧:1.PCB分区:将电路板按照不同功能进行分区,将信号层、地电平、电源电平等布局在不同的分区内,以减小信号串扰和电磁干扰。
2.信号与电源分离:将高频信号与低频信号的电源层分离开来,以减小高频信号对低频信号的干扰。
3.地电平规划:在每一层中都设置地电平层,通过整体的地电平规划和细致的连接,可以有效减小信号引入的误差和电磁辐射。
4.阻抗控制:针对高频信号的传输需要控制信号线的阻抗,通过在叠层结构中选择合适的层间间距和层间介质常数,可以实现所需的阻抗匹配。
5.差分信号布线:对于差分信号,要注意将两条线平行布线,且长度相等,以减小信号的模式转换和串扰。
6.信号引线规划:信号引线的布线应尽量短且直,以减小传输延迟和信号失真。
7.确保电源稳定:多层板设计中,要保证各个层的电源电平稳定,避免因电源干扰导致的工作异常。
综上所述,PCB的叠层结构是一种优化电路设计的方法,可以提高电路性能和可靠性。
在进行多层板设计时,需要根据具体的电路要求选择合适的叠层结构,并采用相关的设计技巧,以确保电路板的性能达到设计目标。
pcb叠层结构知识
pcb叠层结构知识(汇总)2011-11-16 13:58:14标签:休闲多层板职场随着高速电路的不断涌现,PCB板的复杂度也越来越高,为了避免电气因素的干扰,信号层和电源层必须分离,所以就牵涉到多层PCB 的设计。
在多层板的设计中,对于叠层的安排显得尤为重要。
一个好的叠层设计方案将会大大减小EMI及串扰的影响,在下面的讨论中,我们将具体分析叠层设计如何影响高速电路的电气性能。
一.多层板和铺铜层(Plane)多层板在设计中和普通的PCB板相比,除了添加了必要的信号走线层之外,最重要的是安排了独立的电源和地层(铺铜层)。
在高速数字电路系统中,使用电源和地层来代替以前的电源和地总线的优点主要在于:1.为数字信号的变换提供一个稳定的参考电压。
2.均匀地将电源同时加在每个逻辑器件上3.有效地抑制信号之间的串扰原因在于,使用大面积铺铜作为电源和地层大大减小了电源和地的电阻,使得电源层上的电压很均匀平稳,而且可以保证每根信号线都有很近的地平面相对应,这同时减小了信号线的特征阻抗,对有效地较少串扰也非常有利。
所以,对于某些高端的高速电路设计,已经明确规定一定要使用6层(或以上的)的叠层方案,如Intel对PC133内存模块PCB板的要求。
这主要就是考虑到多层板在电气特性,以及对电磁辐射的抑制,甚至在抵抗物理机械损伤的能力上都明显优于低层数的PCB板。
如果从成本的因素考虑,也并不是层数越多价格越贵,因为PCB板的成本除了和层数有关外,还和单位面积走线的密度有关,在降低了层数后,走线的空间必然减小,从而增大了走线的密度,甚至不得不通过减小线宽,缩短间距来达到设计要求,往往这些造成的成本增加反而有可能会超过减少叠层而降低的成本,再加上电气性能的变差,这种做法经常会适得其反。
所以对于设计者来说,一定要做到全方面的考虑。
二.高频下地平面层对信号的影响如果我们将PCB的微带布线作为一个传输线模型来看,那么地平面层也可以看成是传输线的一部分,这里可以用“回路”的概念来代替“地”的概念,地铺铜层其实是信号线的回流通路。
7 PCB叠层设计
PCB的叠层结构设计
➢十层板叠层设计方案 :
十层板叠层设计方案很多,推荐使用设计方案1和2:
(a)方案1
(b)方案2
方案1是最佳选择方案,可以做到很好的阻抗控制
方案2适合接插件较多的高速背板设计
8
2
PCB的叠层结构设计
对于高速背板,一般层叠原则如下:
➢ Top面、Bottom面为完整的地平面,构成屏蔽腔体。 ➢ 无相邻层平行布线,以减少串扰,或者相邻布线层间距远远大于
参考平面间距。 ➢ 所有信号层尽可能与地平面相邻,以保证完整的回流通道。
需要说明的是,在具体的PCB层叠设置时,要对以上原则进 行灵活掌握和运用,根据实际单板的需求进行合理的分析, 最终确定合适的层叠方案,切忌生搬硬套。
适用于多数器件为插件,且走线简单的PCB层板叠层设计方案 :
(a)方案1
(b)方案2
(c)方案3
方案1的优点:
✓各信号层均有完整的参考层,而且没有信号层相邻,避免了信号之间的串
扰,信号层2为最优布线层;
✓电源和地层相邻,电源阻抗减小;
方案1的缺点:
✓布线层只有三层,对于布线量较大的设计,只能选择其他方案或增加板
3
PCB的叠层结构设计
➢四层板叠层设计方案 :
(a)方案1
(b)方案2
方案1:信号层1应走线较多,且包含关键信号,因而将其直 接与参考面的地层相邻。从GND层到Power层的阻抗控制芯板 不宜过厚,以降低电源以及地平面的分布阻抗,保证电源平面 的去藕效果。
方案2: 整板无电源平面,只有GND和PGND各占一个平面,
✓S1 、S2、S3 、S4全部裸露在外,只有S2 才有较好的参考平面;
✓S1 和S2、S3和S4 信号容易串扰;
PCB电路板如何快速掌握PCB四层板
PCB电路板如何快速掌握PCB四层板四层电路板布线方法一般而言,四层电路板可分为顶层、底层和两个中间层。
顶层和底层走信号线,中间层首先通过命令DESIGN/LAYERSTACKMANAGER用ADDPLANE添加INTERNALPLANE1和INTERNALPLANE2分别作为用的最多的电源层如VCC和地层如GND(即连接上相应的网络标号。
注意不要用ADDLAYER,这会增加MIDPLAYER,后者主要用作多层信号线放置),这样PLNNE1和PLANE2就是两层连接电源VCC和地GND的铜皮。
如果有多个电源如VCC2等或者地层如GND2等,先在PLANE1或者PLANE2中用较粗导线或者填充FILL(此时该导线或FILL对应的铜皮不存在,对着光线可以明显看见该导线或者填充)划定该电源或者地的大致区域(主要是为了后面PLACE/SPLITPLANE命令的方便),然后用PLACE/SPLITPLANE在INTERNALPLANE1和INTERNALPLANE2相应区域中划定该区域(即VCC2铜皮和GND2铜片,在同一PLANE中此区域不存在VCC 了)的范围(注意同一个PLANE中不同网络表层尽量不要重叠。
设SPLIT1和SPLIT2是在同一PLANE中重叠两块,且SPLIT2在SPLIT1内部,制版时会根据SPLIT2的边框自动将两块分开(SPLIT1分布在SPLIT的外围)。
只要注意在重叠时与SPLIT1同一网络表的焊盘或者过孔不要在SPLIT2的区域中试图与SPLIT1相连就不会出问题)。
这时该区域上的过孔自动与该层对应的铜皮相连,DIP封装器件及接插件等穿过上下板的器件引脚会自动与该区域的PLANE让开。
点击DESIGN/SPLITPLANES可查看各SPLITPLANES。
protel99的图层设置与内电层分割PROTEL99的电性图层分为两种,打开一个PCB设计文档按,快捷键L,出现图层设置窗口。
PCB线路板常用阻抗设计及叠层结构
PCB阻抗设计及叠层结构目录第四章六层板设计...........................................................................................................................6.20. SGSGSGGSGS || 50 75 || 150 || 2.4mm ...................................................................前言随着信号传输速度的迅猛提高以及高频电路的广泛应用,对印刷电路板也提出了更高的要求?要得到完整?可靠?精确?无干扰?噪音的传输信号?就必须保证印刷电路板提供的电路性能保证信号在传输过程中不发生反射现象,信号完整,传输损耗低,起到匹配阻抗的作用?为了使信号,低失真﹑低干扰?低串音及消除电磁干扰EMI?阻抗设计在PCB设计中显得越来越重要?对我们而言,除了要保证PCB板的短、断路合格外,还要保证阻抗值在规定的范围内,只有这两方向都合格了印刷板才符合客户的要求。
牧泰莱电路技术有限公司作为快速响应市场的PCB制造服务商,在建厂以来我们就对阻抗进行了大量的研究和开发?并且该类产品已成为公司的特色产品,在pcb业界留下很好的口碑?随着“阻抗”的进一步扩展和延伸,我们作为专业的PCB制造服务商,为能向客户提供优质的产品和高质的服务,对该类PCB的合作方面做如下建议:对于PCB 的阻抗控制而言,其所涉及的面是比较广泛的,但在具体的加工和设计时我们一般控制主要四个因素:Er--介电常数H---介质厚度W---走线宽度T---走线厚度Er(介电常数)大多数板料选用FR-4,该种材料的Er特性为随着加载频率的不同而变化,一般情况下Er的分水岭默认为1GHZ(高频)?目前材料厂商能够承诺的指标<5.4(1MHz)根据实际加工的经验,在使用频率为1GHZ以下的其Er认为4.2左右1.5—2.0GHZ的使用频率其仍有下降的空间?故设计时如有阻抗的要求则须考虑该产品的当时的使用频率? 我们在长期的加工和研发的过程中针对不同的厂商已经摸索出一定的规律和计算公式?我们全部采用行业内最好的生益板料,其各项参数都比较稳定。
四层PCB电路板叠层设计方案
四层PCB电路板叠层设计方案
设计四层PCB电路板时,叠层一般理论上来,可以有三个方案:方案一,1个电源层,1个地层和2个信号层,分别是这样排列:TOP(信号层), L2(地层),L3(电源层),BOT(信号层)。
方案二,1个电源层,1个地层和2个信号层,分别是这样排列:TOP(电源层), L2(信号层),L3(信号层),BOT(地层)。
方案三,1个电源层,1个地层和2个信号层,分别是这样排列:TOP(信号层), L2(电源层),L3(地层),BOT(信号层)。
这三种方案的优缺点:
方案一,此方案四层 PCB 的主叠层设计方案,在元件面下有一地平面,关键信号优选布TOP 层;至于层厚设置,有以下建议:
满足阻抗控制芯板(GND 到 POWER)不宜过厚,以降低电源、地平面的分布阻抗;保证电源平面的去藕效果。
方案二,主要为了达到一定的屏蔽效果,把电源、地平面放在 TOP 、BOTTOM 层,但是此方案要达到理想的屏蔽效果,至少存在以下缺陷:1、电源、地相距过远,电源平面阻抗较大。
2、电源、地平面由于元件焊盘等影响,极不完整。
由于参考面不完整,信号阻抗不连续,实际上,由于大量采用表贴器件,对于器件越来越密的情况下,本方案的电源、地几乎无法作为完整的参考平面,预期的屏蔽效果很难实现;方案二使用范围有限。但在个别单板中,方案二不失为最佳层设置方案。
方案三:此方案同方案 1 类似,适用于主要器件在 BOTTOM 布局或关键信号底层布线的情况;。
PCB常用阻抗设计及叠层
PCB常用阻抗设计及叠层引言在PCB(Printed Circuit Board)设计中,阻抗是一个非常重要的参数。
合理的阻抗设计可以确保信号传输的稳定性和可靠性,降低系统的干扰和噪声。
同时,选择合适的叠层(Layer Stackup)方案也可以对阻抗有所调整和优化。
本文将介绍PCB常用的阻抗设计方法和叠层方案。
PCB阻抗设计1. 阻抗概念阻抗(Impedance)是指电路中对交流信号阻碍流动的大小。
在PCB设计中,阻抗通常由板层结构、线宽、线距、介质常数等因素决定。
2. 阻抗计算通常,可以使用PCB设计软件或在线计算工具来计算PCB线路的阻抗。
这些工具提供了预设好的阻抗公式和参数,通过输入线路几何尺寸和介质参数即可得到阻抗值。
3. 阻抗控制在PCB设计中,常用的阻抗控制方法有以下几种:A. 线宽/线距控制通过调整线宽和线距可以改变PCB线路的阻抗。
通常,增加线宽和减小线距可以降低阻抗值,反之亦然。
B. 铜箔厚度控制铜箔厚度也是影响PCB线路阻抗的一个重要因素。
增加铜箔厚度可以降低阻抗值,但也会增加制造成本。
C. 介质常数控制PCB板层中的介质常数(Permittivity)也会对线路的阻抗产生影响。
通常,较高的介质常数会导致较低的阻抗值。
D. 叠层设计通过合理设计PCB板层的叠层结构,可以实现对阻抗的控制和优化。
不同的叠层方案可以改变电磁场分布,从而影响阻抗。
4. 阻抗匹配与调试在PCB设计中,除了阻抗的计算和控制,还需要进行阻抗匹配与调试。
通常,在信号源和负载之间不匹配的阻抗会导致信号的反射和损耗。
通过在信号路径中添加阻抗匹配电路,可以有效降低信号的反射损耗。
1. 叠层概念PCB的叠层(Layer Stackup)是指PCB板层的堆叠顺序和结构。
叠层设计直接影响到PCB的信号传输特性、阻抗控制和EMI (Electromagnetic Interference)性能。
2. 叠层结构优化合理的叠层结构可以实现对PCB阻抗的优化和控制。
PCB设计中叠层结构的设计建议
PCB设计中层叠结构的设计建议:
1、PCB叠层方式推荐为Foil叠法
2、尽可能减少PP片和CORE型号及种类在同一层叠中的使用(每层介质不超过3张PP 叠层)
3、两层之间PP介质厚度不要超过21MIL(厚的PP介质加工困难,一般会增加一个芯板导致实际叠层数量的增加从而额外增加加工成本)
4、PCB外层(Top、Bottom层)一般选用0.5OZ厚度铜箔、内层一般选用1OZ厚度铜箔
说明:一般根据电流大小和走线粗细决定铜箔厚度,如电源板一般使用2-3OZ铜箔,普通信号板一般选择1OZ的铜箔,走线较细的情况还可能会使用1/3QZ铜箔以提高良品率;同时避免在内层使用两面铜箔厚度不一致的芯板。
5、PCB板布线层和平面层的分布,要求从PCB板层叠的中心线上下对称(包括层数,离中心线距离,布线层铜厚等参数)
说明:PCB叠法需采用对称设计,对称设计指绝缘层厚度、半固化片类别、铜箔厚度、图形分布类型(大铜箔层、线路层)尽量相对于PCB的中心线对称。
6、线宽及介质厚度设计需要留有充分余量,避免余量不足产生SI等设计问题
PCB的层叠由电源层、地层和信号层组成。
信号层顾名思义就是信号线的布线层。
电源层、地层有时被统称为平面层。
在少量PCB设计中,采用了在电源地平面层布线或者在布线层走电源、地网络的情况,对于这种混合类型的层面设计统一称为信号层。
下图为6层的典型层叠示意图快点PCB学院。
电路板叠层的设计原则及设计方式
电路板叠层的设计原则及设计方式电路板的叠层安排是对PCB的整个系统设计的基础。
叠层设计如有缺陷,将最终影响到整机的EMC性能。
总的来说叠层设计主要要遵从两个规矩:1、每个走线层都必须有一个邻近的参考层(电源或地层);2、邻近的主电源层和地层要保持最小间距,以提供较大的耦合电容;下面列出从两层板到十层板的叠层:2.1 单面板和双面板的叠层;对于两层板来说,由于板层数量少,已经不存在叠层的问题。
控制EMI辐射主要从布线和布局来考虑;单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出。
造成这种现象的主要原因就是因是信号回路面积过大,不仅产生了较强的电磁辐射,而且使电路对外界干扰敏感。
要改善线路的电磁兼容性,最简单的方法是减小关键信号的回路面积。
关键信号:从电磁兼容的角度考虑,关键信号主要指产生较强辐射的信号和对外界敏感的信号。
能够产生较强辐射的信号一般是周期性信号,如时钟或地址的低位信号。
对干扰敏感的信号是指那些电平较低的模拟信号。
单、双层板通常使用在低于10KHz的低频模拟设计中:在同一层的电源走线以辐射状走线,并最小化线的长度总和;走电源、地线时,相互靠近;在关键信号线边上布一条地线,这条地线应尽量靠近信号线。
这样就形成了较小的回路面积,减小差模辐射对外界干扰的敏感度。
当信号线的旁边加一条地线后,就形成了一个面积最小的回路,信号电流肯定会取道这个回路,而不是其它地线路径。
如果是双层线路板,可以在线路板的另一面,紧靠近信号线的下面,沿着信号线布一条地线,一线尽量宽些。
这样形成的回路面积等于线路板的厚度乘以信号线的长度。
2.2 四层板的叠层;推荐叠层方式:2.2.1 SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;2.2.2 GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;对于以上两种叠层设计,潜在的问题是对于传统的1.6mm(62mil)板厚。
层间距将会变得很大,不仅不利于控制阻抗,层间耦合及屏蔽;特别是电源地层之间间距很大,降低了板电容,不利于滤除噪声。