你能理解PCB級聯設計嗎

PCB的層數取決於電路板的複雜程度 電路板. 從PCB加工的角度來看,多層PCB是由多個“雙面板PCB”通過堆疊和壓制工藝製成的。 但是,多層PCB的層數、堆疊順序和選板是由PCB設計者決定的,稱為“PCB堆疊設計”。

印刷電路板

PCB級聯設計要考慮的因素

PCB 設計的層數和分層取決於以下因素:

1、硬件成本:PCB層數直接關係到最終的硬件成本。 層數越多,硬件成本就越高。

2、高密度元器件佈線:以BGA封裝器件為代表的高密度元器件,此類元器件的佈線層數基本決定了PCB板的佈線層數;

3、信號質量控制:對於高速信號集中的PCB設計,如果注重信號質量,則需要減少相鄰層的走線,以減少信號之間的串擾。 此時佈線層與參考層(Ground層或Power層)的比例最好為1:1,這樣會造成PCB設計層數的增加。 反之,如果信號質量控制不是強制性的,可以採用相鄰佈線層方案來減少PCB層數;

4、原理圖信號定義:原理圖信號定義將決定PCB佈線是否“順暢”。 原理圖信號定義不好會導致PCB佈線不當,增加佈線層數。

5、PCB廠家加工能力基線:PCB設計師給出的堆疊設計方案(堆疊方式、堆疊厚度等)必須充分考慮PCB廠家的加工能力基線,如加工工藝、加工設備能力、常用PCB板型號等

PCB 級聯設計需要優先考慮和平衡上述所有設計影響。

PCB級聯設計的一般規則

1、地層與信號層要緊密耦合,即地層與電源層的距離要盡量小,介質的厚度要盡量小,這樣才能增加電源層與地層之間的電容(如果這裡不明白,可以想到極板的電容,電容的大小與間距成反比)。

2、兩個信號層盡量不要直接相鄰,這樣容易產生信號串擾,影響電路的性能。

3、對於多層電路板,如4層板、6層板,一般要求信號層盡量與內部電氣層(層或電源層)相鄰,這樣可以使用大內部電氣層鍍銅區域起到屏蔽信號層的作用,從而有效避免信號層之間的串擾。

4、對於高速信號層,一般位於兩個內部電氣層之間。 這樣做的目的一方面是為高速信號提供有效的屏蔽層,另一方面是為了限制兩個內部電氣層之間的高速信號,從而減少其他信號層的干擾。

5. 考慮級聯結構的對稱性。

6、多個接地內電層,可有效降低接地阻抗。

推薦的級聯結構

1、高頻佈線佈在頂層,以免使用高頻佈線到孔和感應電感。 頂部隔離器與發射和接收電路之間的數據線通過高頻佈線直接連接。

2. 在高頻信號線下方放置接地層,以控制傳輸連接線的阻抗,同時也為返回電流流過提供極低電感路徑。

3. 將電源層置於接地層之下。 兩個參考層形成一個額外的約 100pF/INCH2 的高頻旁路電容器。

4、低速控制信號佈置在底部佈線。 這些線路有更大的餘量來承受由孔引起的阻抗不連續性,從而具有更大的靈活性。

你能理解PCB級聯設計嗎

▲ 四層層壓板設計實例

如果需要額外的電源層(Vcc)或信號層,額外的第二電源層/層必須對稱堆疊。 這樣,疊層結構穩定,板材不會翹曲。 不同電壓的電源層應靠近地層,以增加高頻旁路電容,從而抑制噪聲。