PCB多层板设计技巧
???? 雙面板的底層和頂層都是正片做的。在多層板里面,對于地平面和電源平面這樣大塊銅皮的層,一般用負片在制作,負片的數據量小,只需要將整個平面做一定的切割。正片就是layer,負片就是plane。在 protel 的層設置里面就有add layer和add plane兩種新建層的命令。在正片可以走線,敷銅,放置過孔和 元件 等,在負片上只能通過畫line來切割平面,切割開的每個部分可以單獨設置net,不能在負片上走線、敷銅。當然也可以用正片加敷銅來實現地平面和電源平面,但是無疑負片更適合,數據量更小,pcb工廠也方便加工,添加過孔后也不用rebuild。敷銅的每一個改變都需要rebuild,使得軟件運行速度很慢。
亂七八糟的說了這么多,總結起來就一句話:多層板的電源層和地層用plane,信號層用layer。
???? 選用四層板不僅是電源和地的問題,高速數字電路對走線的阻抗有要求,二層板不好控制阻抗。33R電阻一般加在驅動器端,也是起阻抗匹配作用的;布線時要先布數據地址線,和需要保證的高速線; 在高頻的時候,PCB板上的走線都要看成傳輸線。傳輸線有其特征阻抗,學過傳輸線理論的都知道,當傳輸線上某處出現阻抗突變(不匹配)時,信號通過就會發生反射,反射對原信號造成干擾,嚴重時就會影響電路的正常工作。采用四層板時,通常外層走信號線,中間兩層分別為電源和地平面,這樣一方面隔離了兩個信號層,更重要的是外層的走線與它們所靠近的平面形成稱為“微帶”(microstrip) 的傳輸線,它的阻抗比較固定,而且可以計算。對于兩層板就比較難以做到這樣。這種傳輸線阻抗主要于走線的寬度、到參考平面的距離、敷銅的厚度以及介電材料的特性有關,有許多現成的公式和程序可供計算。
33R電阻通常串連放在驅動的一端(其實不一定33歐,從幾歐到五、六十歐都有,視電路具體情況) ,其作用是與發送器的輸出阻抗串連后與走線的阻抗匹配,使反射回來(假設解收端阻抗沒有匹配) 的信號不會再次反射回去(吸收掉),這樣接收端的信號就不會受到影響。接收端也可以作匹配,例如采用電阻并聯,但在數字系統比較少用,因為比較麻煩,而且很多時候是一發多收,如地址總線,不如源端匹配易做。
這里說的高頻,不一定是時鐘頻率很高的電路,是不是高頻不止看頻率,更重要是看信號的上升下降時間。通常可以用上升(或下降) 時間估計電路的頻率,一般取上升時間倒數的一半,比如如果上升時間是1ns,那么它的倒數是1000MHz,也就是說在設計電路是要按500MHz的頻帶來考慮。有時候要故意減慢邊緣時間,許多高速IC其驅動器的輸出斜率是可調的.
下就以四層板設計為例,闡述多層板布線時所應該注意的事項
1、 3點以上連線,盡量讓線依次通過各點,便于測試,線長盡量短。
2、 引腳之間盡量不要放線,特別是集成電路引腳之間和周圍。
3、 不同層之間的線盡量不要平行,以免形成實際上的電容。
4、 布線盡量是直線,或45度折線,避免產生電磁輻射。
5、 地線、電源線至少10-15mil以上(對邏輯電路)。
6、 盡量讓鋪地多義線連在一起,增大接地面積。線與線之間盡量整齊。
7、 注意元件排放均勻,以便安裝、插件、焊接操作。文字排放在當前字符層,位置合理,注意朝向,避免被遮擋,便于生產。
8、 元件排放多考慮結構,貼片元件有正負極應在封裝和最后標明,避免空間沖突。
9、 目前印制板可作4—5mil的布線,但通常作6mil線寬,8mil線距,12/20mil焊盤。布線應考慮灌入電流等的影響。
10、功能塊元件盡量放在一起,斑馬條等LCD附近元件不能靠之太近。
11、過孔要涂綠油(置為負一倍值)。
12、電池座下最好不要放置焊盤、過空等,PAD和VIL尺寸合理。
13、布線完成后要仔細檢查每一個聯線(包括NETLABLE)是否真的連接上(可用點亮法)。 14、振蕩電路元件盡量靠近IC,振蕩電路盡量遠離天線等易受干擾區。晶振下要放接地焊盤。
15、多考慮加固、挖空放元件等多種方式,避免輻射源過多。
16、設計流程:
- A:設計原理圖;
- B:確認原理;
- C:檢查電器連接是否完全;
- D:檢查是否封裝所有元件,是否尺寸正確;
- E:放置元件;
- F:檢查元件位置是否合理(可打印1:1圖比較);
- G:可先布地線和電源線;
- H:檢查有無飛線(可關掉除飛線層外其他層);
- I:優化布線;
- J:再檢查布線完整性;
- K:比較網絡表,查有無遺漏;
- L:規則校驗,有無不應該的錯誤標號;
- M:文字說明整理;
- N:添加制板標志性文字說明;
- O:綜合性檢查 結束語:四層板的兩個中間層實際上多用做電源層和地層,注意電源、地平面的安排,電源、地就近打過孔與電源、地平面相連。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的PCB多层板设计技巧的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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