PCB叠层结构知识 多层板设计技巧
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pcb阻抗计算及计算叠层PCB阻抗是指信号在PCB上传输时遇到的电阻、电感和电容的综合表现。
阻抗值的大小和信号的传输质量密切相关。
因此,在进行PCB 设计时,阻抗计算是十分重要的。
今天我们来看看如何计算PCB的阻抗,以及如何计算出合适的叠层。
第一步,计算PCB的标准阻抗值。
这个阻抗值取决于PCB板的材料和板厚。
我们可以使用PCB设计软件中的阻抗计算工具,根据板厚和材料来确定标准阻抗值。
例如,FR-4材料的板厚为1.6mm时,标准阻抗值是50欧姆,如果板厚为0.8mm,那么标准阻抗值是100欧姆。
第二步,根据需要确定实际阻抗值。
在PCB的布局设计阶段,需要根据实际信号的频率及其特性来确定实际的阻抗值。
这个值可以是标准阻抗值的倍数,通常在10%-15%之间,要尽量保持一致性。
这样做可以减少信号反射和信号衰减,提高信号传输的质量。
第三步,通过调整线宽、间距和介质厚度来达到要求的阻抗值。
在调整PCB布局设计时,可以通过调整线宽、间距和介质厚度等措施来达到所需要的阻抗值。
在一些特殊情况下,可以使用微带线、同轴线等技术来实现更高的阻抗要求。
在计算阻抗的基础上,还需要考虑如何计算出合适的叠层。
事实上,PCB中不同层之间的阻抗也可能会有影响。
在PCB设计时,需要调整叠层厚度和选用合适的介质材料来保证整个PCB阻抗的稳定性和一致性。
总之,在进行PCB设计时,按照以上步骤进行阻抗和叠层计算是十分重要和必要的。
这有助于提高信号传输质量,避免信号反射和信号衰减,提高整个PCB系统的可靠性。
当然,如果没有相关经验和技能,我们也可以寻求专业的PCB设计公司的帮助来完成这些工作。
6层二阶板的叠层方案6层二阶板的叠层方案1. 简介本文介绍了一种针对6层二阶板的叠层方案,该方案旨在提高板子的稳定性和可靠性。
2. 方案概述•采用6层二阶板的设计方案•通过叠层技术增加板子的层数,提高电路布线的灵活性和通信速度•在叠层过程中,充分考虑功耗、散热和信号完整性等因素3. 方案细节该方案包含以下具体细节:叠层材料选择•采用高品质的玻璃纤维材料作为基板,具有较好的绝缘性能和抗干扰性能•在叠层过程中,引入导电层和绝缘层,以增加板子的耐压能力和电磁屏蔽性能电路布线设计•根据电路功能需求,合理规划信号线和电源线的布线路径,最小化干扰和信号损耗•借助CAD软件进行布线仿真和优化,确保板子的电气性能满足要求散热设计•在叠层过程中,将散热层嵌入到板子中,通过散热层传导和扩散热量•合理安排散热层的位置和形状,以提高板子的散热效果,预防过热引起的问题线路隔离与阻抗控制•通过在叠层过程中引入绝缘层,实现线路之间的隔离,避免信号干扰问题•控制线路的阻抗匹配,提高信号完整性,降低传输时的功耗和损耗4. 优点•提高板子的稳定性和可靠性•增加电路布线的灵活性和通信速度•降低功耗、改善散热效果和提高信号完整性5. 总结通过采用6层二阶板的叠层方案,可以有效提升板子的性能和可靠性。
该方案在叠层材料选择、电路布线设计、散热设计和线路隔离与阻抗控制等方面给出了具体的实施策略。
6. 方案实施步骤以下是该方案的实施步骤:1.设计方案确认:根据需求分析,确定使用6层二阶板的设计方案,并明确叠层材料、电路布线等细节。
2.叠层材料准备:选择高品质的玻璃纤维材料作为基板,并准备导电层和绝缘层。
3.叠层过程:根据设计方案,将导电层、绝缘层和玻璃纤维层按顺序叠放,并通过热压技术固定叠层。
4.电路布线设计:根据电路功能需求,使用CAD软件进行布线设计和优化,确保布线路径合理、信号完整性良好。
5.散热设计:在叠层过程中将散热层嵌入到板子中,并通过合理位置和形状设计来提高散热效果。
pcb多层板分层原则今天咱们来聊一聊PCB多层板分层的原则。
这就像是搭积木一样,每一层都有它的用处呢。
咱们先想象一下PCB多层板是一个超级多层的蛋糕。
最底下的那一层就像是蛋糕的底盘,它要很稳。
在PCB板里,这一层可能是用来接地的。
比如说,就像我们家里的电器,都要有个接地的地方,这样才安全。
接地层就像一个大的保护网,把整个电路板保护起来。
如果有什么多余的电,就可以通过这一层流走,就像小水流到大河里一样。
再往上一层呢,可能就是电源层啦。
这电源层就像是给整个电路板输送能量的管道。
就像我们身体里的血管,把血液(能量)送到身体的各个地方。
比如说我们的手机,电源层把电池的电送到手机的各个零件里,这样手机才能亮屏、能打电话、能玩游戏呀。
中间的那些层呀,就像是一个个小房间,不同的电路元件住在不同的房间里。
这些层可以让不同的信号分开走,就像我们在马路上,汽车走汽车道,自行车走自行车道一样。
要是信号都混在一起,那就乱套了。
就像有一次我和小伙伴们在操场上玩,本来是分成跳绳的和踢毽子的区域,结果大家乱了,跳绳的和踢毽子的老是撞到一起,就玩得很不开心。
电路信号也是这样,如果不分层走,就会互相干扰。
那怎么确定哪层放什么呢?这就有个原则啦。
相似的信号要放在一起。
比如说,那些控制声音的信号就放在一层,控制图像的信号放在另一层。
这就像我们整理书包,把语文书和语文本放在一起,数学书和数学本放在一起。
这样找起来方便,信号传输也不会出错。
还有哦,层数的选择也很重要。
如果电路板要做的功能很简单,那就不需要太多层,就像我们搭一个小房子,不需要太多的积木块。
但是如果要做很复杂的东西,像电脑主板,那就需要很多层啦,就像盖高楼大厦,需要很多很多的材料和分层。
PCB多层板分层原则就像是一个小规则,按照这个规则来做,电路板就能很好地工作啦。
这样我们的手机、电脑、电视等等这些有电路板的东西,才能好好地为我们服务呀。
现在是不是对PCB多层板分层原则有点感觉了呢?。
三层板设计规范总结三层板在制作与双面板主要差异在线路制作部分,下面将主要介绍三层板线路的制作,以及流程中的注意点。
1.三层板结构三层板常规叠构为双面基材+纯胶+单面基材,2.三层板线路制作A :双面基材加工在双面基材上做出内层线路及ED 层(ED 层为一个辅助制作层,主要作用为将内层线路中的甜甜圈位置、方向孔位置及二钻检测孔位置背面的铜蚀刻掉,以方便后续加工;ED 与内层线路使用蝴蝶标靶对位),内层线路的导通孔孔环常规为0.15MM 。
ED 层内层线路蝴蝶标靶 E 孔方向孔二钻检测孔 方向孔 蝴蝶标靶E 孔位置二钻检测孔位置B:单面基材加工单面基材加工是为了将内层线路中的甜甜圈位置、方向孔位置及二钻检测孔对应位置的铜箔钻去,以方便后续加工。
C:基材组装双面基材与单面基材通过方向孔对位组装,组装时双面基材的ED层作为TOP面,单面基材铜面作为BOTTOM面,单双面基材一般通过12.5um纯胶粘贴在一起。
D:冲E孔组装后,将E孔进行冲孔,二钻时用5个E孔进行机械定位。
E:二钻1.1、FPC在二钻前必须先进行测涨缩,根据FPC涨缩系数对钻带进行涨缩,以保证导通孔在理论上尽量处于PAD中心位置。
1.2、钻孔面向主要依据FPC结构,一般需要印刷阻焊油墨的那一面线路朝下钻孔,如果FPC不需要印刷阻焊油墨,则一般以TOP面超上。
1.3、钻孔时需要先试钻,通过试钻检测偏移是否在公差范围内,为此在内层增加了检测孔,检测孔孔径为最小导通孔孔经。
试钻可能需要经过几次调整才能OK,常规加3组检测孔。
F:外层线路制作外层线路做法与普通双面板相同。
多层板层叠结构划分一、什么是多层板层叠结构?说到多层板层叠结构,大家可能会想,这是什么东西?是不是又是什么高大上的科技术语?其实不然,咱们说得简单点,它就是一种像“千层饼”一样的材料结构。
就拿大家熟悉的PCB板(也就是电路板)来说,大家可能觉得它就那么一块平平的板子,但你要知道,它其实是由多层不同材料叠加在一起的,而且每一层都有自己的“任务”。
如果想让这块板子能承受复杂的电流、信号传输,还得让它保持坚固和耐用,层叠结构就显得至关重要了。
所以,多层板其实就像是叠起来的“家族谱”,每一层都有它的角色和责任,互相合作,才能做到完美。
你也别觉得这个过程简单。
想象一下,像做一个大拼图,每一块拼图都得精准无误,差了个毫米可能就得“重头再来”。
多层板的“叠加”是有技术含量的,需要精确控制每一层的厚度、材料,甚至是温度。
就好像做饭,你要做一个五花肉,得把肉、皮、油、调料都掌握得恰到好处,才能做出既嫩又香的效果。
二、多层板为什么需要层叠结构?很多人可能会问了,既然可以做成单层板,为什么非得搞这些层叠的结构呢?说白了,如果你想让电路板具备更多功能、更高效的性能,你就得考虑让它“更厚实”一点。
试想一下,如果你把所有的电路都挤在一个平板上,空间有限,电流也容易发生“碰撞”,传导信号时可能会相互干扰。
到你的电路板就成了“超载的公交车”,既不够稳,也不够快,甚至还可能会过热,损坏。
但如果你把这些电路分层处理,那每一层就像是“独立工作的小组”,它们不再拥挤,信号传输更清晰,也能减少干扰。
好比你在学校里分配任务,一个班级的人太多,任务就很难完成,搞不好会“乱成一团”。
但如果你把任务分给不同的小组,分工明确,每个小组都能把工作做好,最后整体效果就完美了。
再说了,层叠结构还有一个好处——节省空间。
多层板通过上下叠加,不仅能把更多的电路“装进”有限的空间里,还能让整体结构变得更紧凑。
这就像你把柜子里的东西按大小、轻重排序,折叠好之后,空间一下子就能腾出不少,让整体更加整洁,效率也提高了。
多层板PCB设计教程完整版多层板PCB(Printed Circuit Board)是一种具有多个电子层的电路板,可以在其中布置更多的线路和元件。
相对于单层板和双层板,多层板可以提供更高的布线密度和更好的电磁兼容性。
在本教程中,我们将介绍多层板PCB设计的完整流程。
第一步:定义电路板的要求在开始设计多层板PCB之前,首先需要明确电路板的要求。
这包括电路板的尺寸、层数、层间间距、最小线宽/间距等。
此外,还需要确定电路板的应用、性能要求和可靠性要求。
第二步:绘制电路原理图在绘制多层板PCB之前,首先要绘制电路原理图。
电路原理图将显示电路中的所有元件和它们之间的连接方式。
可以使用专业的电路设计软件如Altium Designer或Eagle来完成这一步骤。
第三步:布局设计布局设计是指在电路板上将元件放置在适当的位置,以满足电路板的要求和性能。
在布局设计时,应确保元件之间的连接尽可能短,避免干扰和信号损失。
此外,还需考虑散热、信号完整性和EMI(电磁干扰)等因素。
第四步:进行层规划第五步:进行布线设计布线设计是将电路中的信号线连接到正确的元件之间的步骤。
在多层板PCB中,布线设计可以在不同的层之间进行。
需要注意的是,在进行布线设计时应尽量避免交叉和交错布线。
第六步:添加标识和填充铜层在布线设计完成后,可以添加文本标识和填充铜层。
文本标识可以包括元件名称、参考设计ator和引脚编号等信息。
填充铜层可用于实现地层,以提供地平面和屏蔽。
第七步:进行设计规则检查在完成PCB设计之前,还应进行设计规则检查(DRC)。
通过DRC,可以确保PCB设计符合预定义的制造规格、线宽/间距要求和间距等。
这有助于提高PCB的可靠性和可制造性。
第八步:输出Gerber文件在完成PCB设计后,最后一步是输出Gerber文件。
Gerber是一种标准的PCB制造文件格式,它描述了电路板的每个层的布局、线路和焊盘信息。
通常,可以使用PCB设计软件生成Gerber文件,然后将其提交给PCB制造商进行生产。
多层板pcb制作工艺流程多层板PCB(Printed Circuit Board)是一种高密度的电子线路板,它由多层薄板材料和通过起电连接的电子元器件组成。
与单层和双层PCB相比,多层板PCB具有更高的组件密度和更好的电信号传输性能。
在本文中,我们将介绍多层板PCB的制作工艺流程。
一、设计和原理图制作多层板PCB的第一步是进行电路设计和原理图的绘制。
设计人员使用EDA(Electronic Design Automation)软件来绘制电路图,并进行电路布局和布线。
在这一阶段,设计人员需要考虑电路的功能要求、尺寸约束、信号完整性和EMC(Electromagnetic Compatibility)等方面的问题。
二、层叠结构设计在多层板PCB制作中,层叠结构设计是至关重要的。
设计人员需要确定板材的厚度、层间距、层内引线和地平面等参数。
同时,还需要考虑电源和地平面的分布、信号层的划分以及信号与地面的分离等问题。
合理的层叠结构设计可以提高多层板PCB的性能和可靠性。
三、布局和布线布局和布线是多层板PCB制作的核心环节。
设计人员根据电路设计和原理图,将元器件放置在PCB板上,并进行连线。
在布局过程中,需要考虑元器件的尺寸、位置和布线的长度等因素,以确保电路的性能和可靠性。
在布线过程中,需要注意信号的传输路径、阻抗匹配和信号完整性等问题。
四、内层图形制作内层图形制作是制作多层板PCB的关键步骤之一。
设计人员使用CAM(Computer-Aided Manufacturing)软件将布局和布线的信息转化为内层图形。
内层图形包括铜层、介质层和铜箔层等。
在内层图形制作过程中,需要注意图形的精度和准确性,以确保电路的性能和可靠性。
五、层压和孔加工层压是将内层图形进行层叠的过程。
在层压过程中,需要将内层图形与外层图形进行粘合,并加压固化。
层压后,还需要进行孔加工。
孔加工是将孔钻入多层板PCB,以便进行连线和连接。
孔加工的质量和准确性对于电路的性能和可靠性至关重要。
pcb拼板的规则和方法PCB拼板是指将多个PCB板子在同一个面积内进行排布,以提高生产效率和降低成本。
下面将介绍PCB拼板的规则和方法。
一、PCB拼板的规则:1.板子尺寸一致:拼板的各个板子应具有相同的尺寸,这样可以方便布局和加工。
2.板子排列整齐:在进行拼板时,板子应该排列整齐,各个板子的间距和边距应该均匀,以保证加工的准确性。
3.引脚方向一致:拼板的各个板子上的器件引脚方向应该一致,方便后续焊接工作。
4.板子边缘平整:拼板的各个板子的边缘应该平整,不允许有破损或碎片,以确保板子之间的紧密排列。
二、PCB拼板的方法:1.全板拼板法:将多个板子直接拼接在一起,形成一个大面积的板子。
这种方法适用于板子尺寸相同并且数量较少的情况。
这种方法可以实现快速拼板,但不够灵活。
2.过孔拼板法:在原有的单板进行加工时,通过在板子之间钻孔,并通过钉或者固定件将板子固定在一起。
这种方法适用于数量较小的板子,并且板子尺寸较大的情况。
这种方法可以实现板子的灵活拼板。
3.嵌入式拼板法:将一个小面积的板子镶嵌在一个大面积的板子上,形成一个整体。
这种方法适用于板子尺寸差异较大的情况。
这种方法可以实现板子的灵活拼板,并且能够节约空间。
4.浮动式拼板法:在拼板时,板子之间保持一定的边距,以便在后续的焊接和测试过程中可以方便地切割和分开。
这种方法可以使得整个拼板过程更加灵活和便捷,方便后续处理。
总结:PCB拼板是PCB生产中常用的一种技术,通过合理的拼板设计和加工方法,可以提高生产效率和降低成本。
在进行PCB拼板时,需要遵循一定的规则,保证板子之间的排列整齐和器件引脚的一致方向,以确保加工的准确性。
拼板的方法有全板拼板法,过孔拼板法,嵌入式拼板法和浮动式拼板法,根据实际情况选择合适的方法进行拼板。
双面板布线技巧PCB布线设计在进行PCB布线设计时,双面板布线技巧是非常重要的。
双面板布线是指在PCB板的两面进行布线,相对于单面板布线来说,双面板布线可以更加灵活地进行线路布置和连接。
下面将介绍一些双面板布线的技巧。
1.分区域布线:将PCB板的不同区域按照功能或信号类型进行划分,将信号线集中在同一区域进行布线,避免不同区域之间的信号干扰。
2.信号线走直线:双面板布线时,尽量保持信号线走直线的原则,避免出现过多的弯曲和拐角。
直线布线可以减小信号线的阻抗和串扰,并提高信号传输的稳定性。
3.避免信号线交叉:在布线过程中,应尽量避免信号线之间的交叉。
如果无法避免,可以通过交叉的方式来降低信号之间的干扰。
可以在交叉的地方增加间隔,或者利用地线进行屏蔽。
4.上下层布线:双面板布线时,可以将一些信号线连接到另一面进行布线。
这样可以减少对同一层的信号线的干扰,提高布线的灵活性和密度。
5.配对信号线布线:对于一些需要配对的信号线,如时钟信号、差分信号等,应尽量将它们布线在同一层的相邻位置,以减少互相之间的干扰。
布线时要保持两条信号线的长度、走线路径、层位置等尽量一致。
6.确定信号优先级:在布线之前,应根据信号的优先级来确定布线的顺序。
高频、高速、敏感的信号应优先布线,以避免被其他信号的干扰。
7.路由优化:在进行布线过程中,可以利用布线工具进行自动路由,同时也要手动进行优化。
通过调整信号线的位置、走线路径和角度等,可以减小信号的串扰和阻抗变化。
8.引脚和过孔布局:在布线之前,要合理安排器件引脚的布局,尽量减少信号线的交叉和冲突。
如果存在大量的信号线需要连接,可以考虑使用过孔来进行连接,减小板面积的占用。
9.杂散电容和地线布局:在布线时要注意防止杂散电容的产生,尽量减少不必要的电源和地线的走线路径。
同时,要确保地线的布局合理,减小地线的阻抗,提供良好的接地。
10.临近规则:在布线过程中要注意遵守临近规则,即将相关的信号线布线在相邻位置,避免长距离走线和不必要的延迟。
PCB布局设计技巧及注意事项PCB(Printed Circuit Board)是电子设备中最常见的组装方式之一,它承载着电子元器件,连接着电路。
一个优秀的PCB布局设计可以提高电路性能,减少电磁干扰,并且更加美观。
以下是关于PCB布局设计技巧及注意事项的详细介绍。
技巧一:分区规划一个好的PCB布局设计首先需要一个合理的分区规划。
不同功能的电路部分应该组织在互相独立的区域内,以避免干扰。
例如,高速数字信号和模拟信号应该分开布局;功率电源和低电平电路应该分开布局。
这种分区能够有效地减少信号之间的串扰和干扰。
技巧二:信号与地分离为了避免干扰以及噪声问题,信号线和其对应的地线应该尽量分离布局,并保持平行。
这有助于减少回流和串扰。
同时,为了保持地面的均匀性和连续性,应该确保每个地线都有足够的宽度。
技巧三:电源线与信号线分离电源线和信号线应该分离布局,以避免电源噪声对信号线的影响。
尽量使用地平面或电源平面来屏蔽电源干扰。
对于高速数字电路,应该尽量将电源线和地线布局在同一层上,以减少回流问题。
技巧四:正确放置电容在PCB布局设计中,电容的位置非常重要。
电容应放置在靠近其所服务的器件附近,以最大限度地减少电路之间的电感和串扰。
此外,为了提高电容的效果,应保持电容两端的线长尽量短,同时使用大而近似的线宽。
技巧五:避免电路斜交避免信号线和电源线在垂直方向上斜交,这样可以减少电感和串扰。
尽量让信号线和电源线平行走线,并按照同一方向进行布局。
技巧六:良好的散热设计在PCB布局设计中,对于功率器件和高功率电路,需要做好散热设计。
应合理安排散热器的位置,并确保其能够充分散热。
此外,应将高功率部分与其他敏感电路部分分开,以避免热量传导和干扰。
注意事项一:避免盲孔在PCB布局设计中,应尽量避免使用盲孔,因为盲孔会增加制造成本和制作难度。
如果无法避免使用盲孔的情况,应提前与PCB制造商沟通,并调整布局设计。
注意事项二:考虑PCB层数在进行PCB布局设计时,应考虑当前电路的层数。
叠层铜排布线结构
叠层铜排布线结构是一种多层电路板的设计方式,其结构特点在于电源层、地层和信号层的层数以及它们之间的排列方式。
1. 电源层和地层的排列:主电源层应尽可能与对应的地层相邻,并尽可能减少电源和地平面之间的层间距。
这样可以提高电源的稳定性和减小电磁干扰(EMI)。
2. 信号层的排列:所有信号层应尽可能与参考地平面相邻,以降低信号间的电磁干扰。
同时,应尽量避免两信号层直接相邻,如果无法避免,应加大两相邻信号层的层间距,使两层信号走线呈垂直或交叉的状态。
3. 对称性:对应层应尽量对称排列,并采用偶数层的叠层结构。
这样可以提高结构的稳定性和减小EMI。
4. 元件面和布线:元件面下面(第二层)应为地平面,为器件提供屏蔽层并为顶层布线提供参考平面。
敏感信号层应与一个内电层相邻,利用内电层的大铜膜来为信号层提供屏蔽。
高速信号传输层应夹在两个内电层之间,这样两个内电层的铜膜可以为高速信号传输提供电磁屏蔽,同时也能有效地将高速信号的辐射限制在两个内电层之间,不对外造成干扰。
在两信号层之间加入地平面可以有效地避免串扰。
请注意,具体的叠层铜排布线结构需要根据实际的应用需求和电路板设计规则来确定。
如有需要,建议咨询专业的电路板设计工程师或查阅相关技术文档。
6层板的层叠厚度参数【导言】在电子电路领域,6层板是一种常见的印刷电路板(PCB)结构。
它由六个相互堆叠的电路层组成,每层都有自己的导线、绝缘层和铜箔。
为了确保6层板的设计合理、性能优良,掌握其层叠厚度参数至关重要。
本文将详细介绍6层板的层叠厚度参数,包括其重要性、计算方法以及厚度参数对6层板性能的影响。
【6层板的结构概述】6层板的结构由表及里分为以下几层:第一层和第六层为信号层,第二层和第五层为接地层,第三层和第四层为电源层。
这种结构有助于减小信号干扰、提高电磁兼容性。
各层之间通过一层绝缘层隔开,起到固定导线、防止短路的作用。
【6层板的层叠厚度参数的重要性】层叠厚度参数是衡量6层板设计的关键指标,直接影响到板的性能、散热效果和可靠性。
合理的厚度参数能确保电路信号传输的稳定性,降低信号衰减和失真。
同时,合适的厚度分布有利于提高板的抗弯强度,降低翘曲变形。
【常见6层板层叠厚度参数的计算方法】常见的6层板层叠厚度参数计算方法包括以下几个方面:1.绝缘层厚度:一般为0.1~0.2mm;2.导线宽度:根据信号频率和电流大小确定;3.导线间距:至少为0.25mm;4.电源层和接地层厚度:可与绝缘层相同,或根据设计需求调整;5.总体厚度:一般为1.6~2.0mm。
【厚度参数对6层板性能的影响】1.厚度不均匀会导致信号传输阻抗不匹配,进而影响信号质量;2.绝缘层过厚或过薄会影响抗干扰能力,过厚可能导致散热不佳,过薄可能导致短路;3.电源层和接地层厚度对电磁兼容性有重要影响,合适的厚度能有效减小干扰;4.总体厚度影响板的强度和稳定性,过厚可能导致翘曲、变形,过薄可能影响组装和焊接。
【总结与展望】本文对6层板的层叠厚度参数进行了详细介绍,强调了其在电路设计中的重要性。
掌握和合理运用这些参数,对提高6层板的性能、可靠性和电磁兼容性具有重要意义。
在实际应用中,设计师还需根据具体需求和场景,灵活调整和优化厚度参数,以实现最佳设计效果。
多层板pcb制作工艺流程多层板PCB制作工艺流程一、引言多层板(Multilayer PCB)是一种在电子设备中常见的印制电路板(Printed Circuit Board,PCB),其中通过堆叠多层电路层来实现更高的电路密度和复杂度。
本文将介绍多层板PCB制作的工艺流程。
二、PCB设计在进行多层板PCB制作之前,需要进行PCB设计。
PCB设计包括电路原理图的绘制、布局设计和线路走线等。
设计完成后,需要将设计文件转换为Gerber文件格式,以供后续的制作工艺使用。
三、材料准备在多层板PCB制作的工艺流程中,材料准备是一个重要的环节。
首先,需要准备好基材,通常使用的是玻璃纤维增强材料,如FR-4。
其次,还需要准备好铜箔,用于形成电路层。
同时,还需要准备好预浸胶、蚀刻剂、感光胶等材料。
四、层压制作层压制作是多层板PCB制作的核心环节。
首先,将基材切割成所需尺寸的板材。
然后,在每个板材上涂布预浸胶,并将铜箔覆盖在上面。
接下来,将多个板材按照设计要求进行堆叠,形成多层结构。
堆叠完成后,将整个结构进行加热和压力处理,使各层之间的材料粘结在一起。
五、钻孔和内层走线在层压完成后,需要进行钻孔和内层走线。
钻孔是为了在多层板上形成电路连接孔,通常使用机械钻孔或激光钻孔的方式进行。
内层走线是指通过在多层板内部形成电路走线,将不同层之间的电路连接起来。
这一步骤通常使用蚀刻技术进行。
六、感光和外层走线在完成内层走线后,需要进行感光和外层走线。
首先,在多层板的表面涂布感光胶。
然后,将Gerber文件转换为光刻胶膜,并通过曝光和显影的方式将电路图案形成在感光胶上。
接下来,使用蚀刻剂去除未曝光的感光胶,暴露出铜箔。
最后,通过外层走线,将不同电路层之间的电路连接起来。
七、表面处理和最终检验在完成外层走线后,需要对多层板进行表面处理。
常见的表面处理方式包括喷镀锡、喷镀金、喷镀银等。
这些表面处理可以提高多层板的焊接性能和耐腐蚀性。
PCB叠层结构知识 多层板设计技巧 较多的PCB工程师,他们经常画电脑主板,对Allegro等优秀的工具非常的熟练,但是,非常可惜的是,他们居然很少知道如何进行阻抗控制,如何使用工具进行信号完整性分析.如何使用IBIS模型。我觉得真正的PCB高手应该还是信号完整性专家,而不仅仅停留在连连线,过过孔的基础上。对布通一块板子容易,布好一块好难。 小资料 对于电源、地的层数以及信号层数确定后,它们之间的相对排布位置是每一个PCB工程师都不能回避的话题; 层的排布一般原则: 元件面下面(第二层)为地平面,提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面; 所有信号层尽可能与地平面相邻; 尽量避免两信号层直接相邻; 主电源尽可能与其对应地相邻; 兼顾层压结构对称。 对于母板的层排布,现有母板很难控制平行长距离布线,对于板级工作频率在50MHZ以上的(50MHZ以下的情况可参照,适当放宽),建议排布原则: 元件面、焊接面为完整的地平面(屏蔽); 无相邻平行布线层; 所有信号层尽可能与地平面相邻; 关键信号与地层相邻,不跨分割区。 注:具体PCB的层的设置时,要对以上原则进行灵活掌握,在领会以上原则的基础上,根据实际单板的需求,如:是否需要一关键布线层、电源、地平面的分割情况等,确定层的排布,切忌生搬硬套,或抠住一点不放。 以下为单板层的排布的具体探讨: *四层板,优选方案1,可用方案3 方案 电源层数 地层数 信号层数 1 2 3 4 1 1 1 2 S G P S 2 1 2 2 G S S P 3 1 1 2 S P G S 方案1 此方案四层PCB的主选层设置方案,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;为了达到一定的屏蔽效果,有人试图把电源、地平面放在TOP、BOTTOM层,即采用方案2: 此方案为了达到想要的屏蔽效果,至少存在以下缺陷: 电源、地相距过远,电源平面阻抗较大 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2使用范围有限。但在个别单板中,方案2不失为最佳层设置方案。 以下为方案2使用案例; 案例(特例):设计过程中,出现了以下情况: A、整板无电源平面,只有GND、PGND各占一个平面; B、整板走线简单,但作为接口滤波板,布线的辐射必须关注; C、该板贴片元件较少,多数为插件。 分析: 1、由于该板无电源平面,电源平面阻抗问题也就不存在了; 2、由于贴片元件少(单面布局),若表层做平面层,内层走线,参考平面的完整性基本得到保证,而且第二层可铺铜保证少量顶层走线的参考平面; 3、作为接口滤波板,PCB布线的辐射必须关注,若内层走线,表层为GND、PGND,走线得到很好的屏蔽,传输线的辐射得到控制; 鉴于以上原因,在本板的层的排布时,决定采用方案2,即:GND、S1、S2、PGND,由于表层仍有少量短走线,而底层则为完整的地平面,我们在S1布线层铺铜,保证了表层走线的参考平面;五块接口滤波板中,出于以上同样的分析,设计人员决定采用方案2,同样不失为层的设置经典。 列举以上特例,就是要告诉大家,要领会层的排布原则,而非机械照搬。 方案3: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;一般情况下,限制使用此方案; *六层板,优选方案3,可用方案1,备用方案2、4 方案 电源 地 信号 1 2 3 4 5 6 #1 1 1 4 S1 G S2 S3 P S4 #2 1 1 4 S1 S2 G P S3 S4 #3 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3 #4 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3 对于六层板,优先考虑方案3,优选布线层S2(stripline),其次S3、S1。主电源及其对应的地布在4、5层,层厚设置时,增大S2-P之间的间距,缩小P-G2之间的间距(相应缩小G1-S2层之间的间距),以减小电源平面的阻抗,减少电源对S2的影响; 在成本要求较高的时候,可采用方案1,优选布线层S1、S2,其次S3、S4,与方案1相比,方案2保证了电源、地平面相邻,减少电源阻抗,但S1、S2、S3、S4全部裸露在外,只有S2才有较好的参考平面; 对于局部少量信号要求较高的场合,方案4比方案3更适合,它能提供极佳的布线层S2。 *八层板:优选方案2、3、可用方案1 方案 电源 地 信号 1 2 3 4 5 6 7 8 #1 1 2 5 S1 G1 S2 S3 P S4 G2 S5 #2 1 3 4 S1 G1 S2 G2 P S3 G3 S4 #3 2 2 4 S1 G1 S2 P1 G2 S3 P2 S4 #4 2 2 4 S1 G1 S2 P1 P2 S3 G3 S4 #5 2 2 4 S1 G1 P1 S2 S3 G2 P2 S4 对于单电源的情况下: 方案2比方案1减少了相邻布线层,增加了主电源与对应地相邻,保证了所有信号层与地平面相邻,代价是:牺牲一布线层; 对于双电源的情况: 推荐采用方案3,方案3兼顾了无相邻布线层、层压结构对称、主电源与地相邻等优点,但S4应减少关键布线; 方案4:无相邻布线层、层压结构对称,但电源平面阻抗较高;应适当加大3-4、5-6,缩小2-3、6-7之间层间距; 方案5:与方案4相比,保证了电源、地平面相邻;但S2、S3相邻,S4以P2作参考平面;对于底层关键布线较少以及S2、S3之间的线间窜扰能控制的情况下此方案可以考虑; *十层板:推荐方案2、3、可用方案1、4 方案3:扩大3-4与7-8各自间距,缩小5-6间距,主电源及其对应地应置于6、7层;优选布线层S2、S3、S4,其次S1、S5;本方案适合信号布线要求相差不大的场合,兼顾了性能、成本;推荐大家使用;但需注意避免S2、S3之间平行、长距离布线; 方案4:EMC效果极佳,但与方案3比,牺牲一布线层;在成本要求不高、EMC指标要求较高、且必须双电源层的关键单板,建议采用此种方案;优选布线层S2、S3,对于单电源层的情况,首先考虑方案2,其次考虑方案1。方案1具有明显的成本优势,但相邻布线过多,平行长线难以控制; *十二层板:推荐方案2、3,可用方案1、4、备用方案5 方案2、4具有极好的EMC性能,方案1、3具有较佳的性价比; 以上层排布作为一般原则,仅供参考,具体设计过程中大家可根据需要的电源层数、布线层数、特殊布线要求信号的数量、比例以及电源、地的分割情况,结合以上排布原则灵活掌握。 EMC问题 在布板的时候还应该注意EMC的抑制!这很不好把握,分布电容随时存在! 如何接地: PCB设计原本就要考虑很多的因素,不同的环境需要考虑不同的因素。 地的分割与汇接 接地是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC性能的重要手段之一。正确的接地既能提 高产品抑制电磁干扰的能力,又能减少产品对外的EMI发射。 接地的含义 电子设备的“地”通常有两种含义:一种是“大地”(安全地),另一种是“系统基准地”(信号地)。接地就是指在系统与某个电位基准面之间建立低阻的导电通路。“接大地”就是以地球的电位为基准,并以大地作为零电位,把电子设备的金属外壳、电路基准点与大地相连接。 把接地平面与大地连接,往往是出于以下考虑: A、提高设备电路系统工作的稳定性; B、静电泄放; C、为工作人员提供安全保障。 接地的目的 A、安全考虑,即保护接地; B、为信号电压提供一个稳定的零电位参考点(信号地或系统地); C、屏蔽接地。 基本的接地方式 电子设备中有三种基本的接地方式:单点接地、多点接地、浮地。 单点接地: 单点接地是整个系统中,只有一个物理点被定义为接地参考点,其他各个需要接地的点都连接到这一点上。适用于频率较低的电路中(1MHZ以下)。若系统的工作频率很高,以致工作波长与系统接地引线的长度可比拟时,单点接地方式就有问题了。当地线的长度接近于1/4波长时,它就象一根终端短路的传输线,地线的电流、电压呈驻波分布,地线变成了辐射天线,而不能起到“地”的作用。 为了减少接地阻抗,避免辐射,地线的长度应小于1/20波长。在电源电路的处理上,一般可以考虑单点接地。对于大量采用的数字电路的PCB,由于其含有丰富的高次谐波,一般不建议采用单点接地方式。 多点接地: 多点接地是指设备中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上,以使接地引线的长度最短。 多点接地电路结构简单,接地线上可能出现的高频驻波现象显著减少,适用于工作频率较高的(>10MHZ)场合。但多点接地可能会导致设备内部形成许多接地环路,从而降低设备对外界电磁场的抵御能力。在多点接地的情况下,要注意地环路问题,尤其是不同的模块、设备之间组网时。地线回路导致的电磁干扰: 理想地线应是一个零电位、零阻抗的物理实体。但实际的地线本身既有电阻分量又有电抗分量,当有电流通过该地线时,就要产生电压降。地线会与其他连线(信 号、电源线等)构成回路,当时变电磁场耦合到该回路时,就在地回路中产生感应电动势,并由地回路耦合到负载,构成潜在的EMI威胁。 浮地 浮地是指设备地线系统在电气上与大地绝缘的一种接地方式。 由于浮地自身的一些弱点,不太适合一般的大系统中,其接地方式很少采用 关于接地方式的一般选取原则: 对于给定的设备或系统,在所关心的最高频率(对应波长为)入上,当传输线的长度L〉入,则视为高频电路,反之,则视为低频电路。根据经验法则,对于低于1MHZ的电路,采用单点接地较好;对于高于10MHZ,则采用多点接地为佳。对于介于两者之间的频率而言,只要最长传输线的长度L小于/20 入,则可采用单点接地以避免公共阻抗耦合。 对于接地的一般选取原则如下: (1)低频电路(<1MHZ),建议采用单点接地; (2)高频电路(>10MHZ),建议采用多点接地; (3)高低频混合电路,混合接地。