多(duō)層PCB設計入(rù)門教(jiào)程
世界(jiè)上(shàng)沒(méi)有什麼(mó)比六(liù)層巧克力(lì)蛋(dàn)糕更(gēng)好的了。我確(què)實(shí)很喜歡(huān)單層(céng)蛋(dàn)糕，但(dàn)是沒有(yǒu)比(bǐ)它(tā)更大，更腐(fǔ)朽的六層(céng)表(biǎo)親了。但是，六層(céng)蛋糕(gāo)將花費更多的時(shí)間進行(háng)準備，需要更多(duō)的烘焙技巧(qiǎo)，並且(qiě)比簡(jiǎn)單的蛋糕還要昂(áng)貴(guì)。為了彌補(bǔ)多餘(yú)的卡(qiǎ)路裏(lǐ)，在(zài)健身房也(yě)將(jiāng)花費更多時間(jiān)，但最終(zhōng)還(huán)是值(zhí)得的(dí)。
如(rú)果(guǒ)僅(jǐn)布置簡單的一層(céng)或兩(liǎng)層電路板，則會(huì)發現布置多層PCB與(yǔ)六層蛋糕有一些(xiē)相(xiāng)似之(zhī)處。就(jiù)像(xiàng)蛋糕一樣，這將花費(fèi)更(gēng)多(duō)的(dí)時間，更(gēng)多的技巧和更多的(dí)成本(běn)，但(dàn)是這也(yě)將是一個(gè)非(fēi)常令人(rén)愉悅的(dí)設(shè)計挑戰(zhàn)，而沒有(yǒu)第二天(tiān)去健身房的(dí)負(fù)擔。不過，將(jiāng)有(yǒu)一(yī)些(xiē)新的(dí)設計方法要(yào)學習，我們將在此多層PCB設計教程(chéng)中(zhōng)為您(nín)介紹(shào)這(zhè)些方法。
多層(céng)PCB設計教程的第(dì)一步；設置(zhì)和準(zhǔn)備
在(zài)某(mǒu)些情況下，較舊的(dí)舊(jiù)式(shì)PCB占用(yòng)空間(jiān)可能(néng)不(bù)足以(yǐ)用於(yú)多(duō)層(céng)設計，因此您需(xū)要確(què)定(dìng)是否有任何其他要求(qiú)。根據(jù)所使(shǐ)用(yòng)的CAD係統，您可(kě)能(néng)必須(xū)將(jiāng)圖層或屬性添加(jiā)到示意(yì)圖(tú)中以便(biàn)多層使(shǐ)用(yòng)。在這裏(lǐ)可以訪問具有鏈接到(dào)在綫(xiàn)圖書(shū)館(guǎn)服(fú)務鏈接的(dí)更(gēng)高級(jí)的PCB設計(jì)係(xì)統會是真正(zhèng)的好處。使用(yòng)最(zuì)新，最準(zhǔn)確(què)的PCB封(fēng)裝(zhuāng)源數據可以(yǐ)輕鬆(sōng)得多。
雙層和(hé)多(duō)層板設置之間的(dí)主要(yào)區別在(zài)於計(jì)劃您的層堆疊。以下是(shì)規(guī)劃電路板(bǎn)層堆(duī)疊(dié)時需(xū)要(yào)考(kǎo)慮的(dí)一些要點：
·性能：電(diàn)路(lù)將以(yǐ)多快(kuài)的(dí)速(sù)度運行(háng)，以及(jí)最終(zhōng)電路板的工(gōng)作(zuò)環境，可能(néng)會影(yǐng)響製(zhì)造電路(lù)板的材料。有多種比FR-4更高級的(dí)材料(liào)可(kě)能會(huì)根(gēn)據需要而更(gēng)適合(hé)您(nín)的應用(yòng)，但(dàn)是這(zhè)些材料可(kě)能(néng)會影響諸(zhū)如阻抗計(jì)算(suàn)之類(lèi)的參數。在這裏，您的(dí)PCB製(zhì)造(zào)商的幫助(zhù)將成(chéng)為寶貴的(dí)信息來源。
·成本：製(zhì)造材料(liào)以(yǐ)及層(céng)數和(hé)配置將直接影(yǐng)響(xiǎng)構建電路板(bǎn)的總成本。同樣，在(zài)這裏，您需要(yào)與(yǔ)製(zhì)造(zào)商一起(qǐ)考慮所(suǒ)有選(xuǎn)項(xiàng)。
·密(mì)度：電路板(bǎn)的布(bù)綫(xiàn)密(mì)度(dù)是(shì)確定電路(lù)板層堆疊配置的另(lìng)一(yī)個因(yīn)素。當您已(yǐ)經(jīng)開始布局後(hòu)，必(bì)須返回並在(zài)電(diàn)路(lù)板設計中添加(jiā)圖層時(shí)，這非常痛苦。您不僅需要重新配(pèi)置CAD數(shù)據(jù)庫(kù)，而且(qiě)還可能必須對布(bù)局進行(háng)很多更(gēng)改。另(lìng)一(yī)方麵，如(rú)果您(nín)從太多的層(céng)開(kāi)始(shǐ)，那(nà)麼(mó)您將為(wéi)板子(zǐ)支(zhī)付(fù)更多(duō)的錢，那麼您應(yīng)該(gāi)這(zhè)樣(yàng)做(zuò)。
電路：您還(huán)需(xū)要(yào)了(liǎo)解(jiě)電(diàn)路的(dí)需(xū)求，以(yǐ)便創建最(zuì)佳的層配置。例(lì)如(rú)，為了(liǎo)獲得最(zuì)佳(jiā)性能，敏感信號可能(néng)需(xū)要帶(dài)狀綫(xiàn)層配(pèi)置(zhì)，這意(yì)味著(zhuó)要(yào)增(zēng)加(jiā)其(qí)他接地(dì)層。模擬和(hé)數(shù)字電(diàn)路(lù)區(qū)域將需(xū)要使用(yòng)其自己的(dí)接(jiē)地(dì)層(céng)分開(kāi)，並(bìng)且板上(shàng)電源(yuán)需(xū)要隔離。所有這些都可能影響(xiǎng)圖層配置，因此應(yīng)該在布(bù)局(jú)開始之(zhī)前就(jiù)計劃(huá)好(hǎo)這(zhè)一(yī)點(diǎn)。
一(yī)旦(dàn)收集了(liǎo)數據並在布(bù)局(jú)數(shù)據(jù)庫中創建了板(bǎn)層堆(duī)棧(zhàn)，就可以開(kāi)始(shǐ)放置(zhì)和(hé)布綫板(bǎn)了。
使用這(zhè)種(zhǒng)電路(lù)板輪(lún)廓(kuò)生(shēng)成器(qì)之(zhī)類(lèi)的(dí)工(gōng)具，可以更輕鬆(sōng)地(dì)創建電(diàn)路(lù)板(bǎn)層堆(duī)疊
對位置和(hé)路綫的(dí)不同看法(fǎ)
在(zài)多(duō)層(céng)布局上工(gōng)作時(shí)，與眾(zhòng)不同(tóng)的第一件(jiàn)事之一(yī)就(jiù)是您(nín)需要開(kāi)始考慮“ 3D”設計(jì)方麵的(dí)內(nèi)容。兩(liǎng)層板(bǎn)僅(jǐn)要(yào)求您考慮“頂(dǐng)部”和(hé)“底部”。現在您處(chǔ)在一個多(duō)層(céng)的世(shì)界中，內部發生了(liǎo)許(xǔ)多(duō)不同(tóng)的事(shì)情，這(zhè)些(xiē)事情(qíng)可(kě)能會影響(xiǎng)頂(dǐng)部(bù)和(hé)底部。例(lì)如(rú)，由(yóu)於在(zài)其(qí)下麵的內(nèi)層(céng)進(jìn)行靈敏的布(bù)綫(xiàn)，您可能不(bù)想將(jiāng)嘈雜的(dí)部(bù)分放置在(zài)某(mǒu)個位置。
就(jiù)工(gōng)具而言，放(fàng)置元器件(jiàn)的(dí)方(fāng)式將(jiāng)與雙麵(miàn)板(bǎn)上的相同(tóng)，但是所(suǒ)使(shǐ)用的外觀將(jiāng)有所不(bù)同。例如，您(nín)不(bù)必擔心(xīn)在零(líng)件之(zhī)間留(liú)出足夠的空(kōng)間(jiān)來(lái)布綫，因(yīn)為(wéi)它們大部(bù)分將(jiāng)在內(nèi)部層布(bù)綫(xiàn)。對於(yú)敏感電路(lù)，仍(réng)然需(xū)要在表(biǎo)麵層上(shàng)使用短(duǎn)的直(zhí)接路(lù)徑，但是(shì)在大多(duō)數情況下(xià)，您(nín)現在可以使(shǐ)用(yòng)更多的(dí)空(kōng)間。這也(yě)是一件好(hǎo)事，因(yīn)為多(duō)層板可(kě)能需要(yào)放置更多的元(yuán)器件。
內(nèi)部走綫布(bù)綫和電源層將(jiāng)很有趣，但(dàn)是與(yǔ)此同時，這裏也(yě)有一些(xiē)重要的注意事(shì)項：
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多(duō)層(céng)板(bǎn)通常會比雙(shuāng)麵(miàn)板具(jù)有更多的(dí)元器件(jiàn)，因此(cǐ)會(huì)有(yǒu)更(gēng)多(duō)的(dí)布綫(xiàn)，因此請(qǐng)提前計(jì)劃。根據電路(lù)板的技術(shù)，某些(xiē)這種(zhǒng)布綫可(kě)能具(jù)有特定的布(bù)綫(xiàn)寬(kuān)度和空(kōng)間(jiān)或其(qí)他(tā)要(yào)求(qiú)，例如差分對或阻抗受(shòu)控走綫(xiàn)。
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一(yī)些布綫(xiàn)將(jiāng)需要帶狀綫層結構，並(bìng)且必須在(zài)與(yǔ)接(jiē)地(dì)平麵相(xiāng)鄰(lín)的(dí)層上(shàng)布綫(xiàn)。此(cǐ)外，敏(mǐn)感(gǎn)的布綫必(bì)須(xū)在相鄰的內(nèi)部信(xìn)號(hào)層上(shàng)垂(chuí)直(zhí)交叉，以幫助減少任何可能(néng)的(dí)寬邊(biān)耦合(hé)或(huò)串擾(rǎo)。
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接地(dì)層中(zhōng)將(jiāng)有許多用(yòng)於連接的過孔(kǒng)，但是這(zhè)些(xiē)過孔可能(néng)會影響(xiǎng)信號返回路(lù)徑(jìng)。這需要仔(zī)細規(guī)劃您的(dí)路綫(xiàn)，以避免(miǎn)阻(zǔ)塞飛機。
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需要(yào)布置拆(chāi)分(fēn)平麵，以使(shǐ)敏感信(xìn)號不會越過拆分(fēn)，從而破壞其(qí)返(fǎn)回(huí)路徑(jìng)。這樣的(dí)情況(kuàng)會在(zài)板上產(chǎn)生很多噪聲。
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一旦(dàn)完成布局和布(bù)綫(xiàn)的檢(jiǎn)查(chá)，其(qí)餘的(dí)設計(jì)工(gōng)作(zuò)將(jiāng)類(lèi)似(sì)於(yú)雙麵(miàn)電路板(bǎn)。現在您已(yǐ)經準(zhǔn)備(bèi)好構建(jiàn)板(bǎn)。
多(duō)層PCB布(bù)局需(xū)要(yào)3D透(tòu)視圖(tú)進行(háng)電路(lù)板(bǎn)設(shè)計(jì)
使(shǐ)用文檔(dàng)和(hé)輸出文件完(wán)成設計
深圳(zhèn)小(xiǎo)銘打樣SMT貼片加(jiā)工：為(wéi)了使(shǐ)多層設(shè)計(jì)投入生產(chǎn)，您將需要(yào)創建與(yǔ)以往(wǎng)一樣的文(wén)檔(dàng)，但有(yǒu)一些例外。首先，製造圖(tú)紙上將需(xū)要更多(duō)細節(jié)。您的(dí)製造圖紙將需要多層電(diàn)路(lù)板的堆(duī)疊細節，並提(tí)供(gōng)詳(xiáng)細說明如何構建電路(lù)板的注釋。其(qí)次，如果(guǒ)將Gerber文件(jiàn)用(yòng)於(yú)製(zhì)造輸出，則顯然需要(yào)為(wéi)多層(céng)板(bǎn)生成(chéng)其(qí)他文件。在(zài)這裏，使(shǐ)用(yòng)一(yī)組高級(jí)的(dí)CAD工具會對創建(jiàn)和管(guǎn)理製(zhì)造輸出(chū)文(wén)件非常有幫(bāng)助。
幸(xìng)運的(dí)是，現(xiàn)有(yǒu)的PCB設(shè)計係統已經具有成功進行多層電(diàn)路(lù)板(bǎn)設計(jì)所需的(dí)工(gōng)具。OrCAD PCB Designer是一種高級係統(tǒng)，可讓您(nín)訪問(wèn)在綫(xiàn)CAD庫(kù)服(fú)務，電(diàn)路(lù)板輪廓創建(jiàn)向(xiàng)導以及製(zhì)造(zào)和文檔生(shēng)成(chéng)實用程(chéng)序。