多層PCB,就是指兩層以上的印制�,它是由幾層絕緣基板上的連接�(dǎo)線和裝配焊接電子元件用的焊盤組成,既具有導(dǎo)通各層線�,又具有相互間絕緣的作�.隨著SMT(表面安裝技�(shù))的不斷發(fā)�,以及新一代SMD(表面安裝器件)的不斷推�,如QFP,QFN,CSP,BGA(特別是MBGA),使電子產(chǎn)品更加智能化,小型�,因而推動了PCB工業(yè)技�(shù)的重大改革和進步。PCB的設(shè)計已逐漸向多�,高密度布線的方向�(fā)�.多層印制板以其設(shè)計靈�,�(wěn)定可靠的電氣性能和優(yōu)越的�(jīng)濟性能,�(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電子�(chǎn)品的生產(chǎn)制造中�
多層板在器件選型方面,必須定位在表面安裝元器件(SMD)的選擇上,SMD以其小型�,高度集成�,高可靠�,安裝自動化的�(yōu)點而廣泛應(yīng)用于各類電子�(chǎn)品上.同時,在器件選用上,不僅要注意器件的特性參�(shù)�(yīng)符合電路的需�,也要注意器件的供�(yīng),避免器件停產(chǎn)問題;同時�(yīng)意識�:目前很多國產(chǎn)器件,如片狀電阻,電容,連接�,電位器等的質(zhì)量已逐漸達到進口器件的水�,且有貨源充足,交貨期短,價格便宜等優(yōu)�.所�,在電路許可的條件�,可以盡量考慮采用國產(chǎn)器件�
確定多層PCB 板的層疊�(jié)�(gòu)需要考慮較多的因�。從布線方面來說,層�(shù)越多越利于布�,但是制板成本和難度也會隨之增加。對于生�(chǎn)廠家來說,層疊結(jié)�(gòu)對稱與否是PCB 板制造時需要關(guān)注的焦點,所以層�(shù)的選擇需要考慮各方面的需�,以達到的平衡� 對于有經(jīng)驗的�(shè)計人員來�,在完成元器件的�(yù)布局�,會對PCB 的布線瓶頸處進行重點分析。結(jié)合其他EDA 工具分析電路板的布線密度;再綜合有特殊布線要求的信號線如差分�、敏感信號線等的�(shù)量和種類來確定信號層的層�(shù);然后根�(jù)電源的種類、隔離和抗干擾的要求來確定內(nèi)電層的數(shù)�。這樣,整個電路板的板層數(shù)目就基本確定��
?�?)元器件單面放臵。如果需要雙面放臵元器件,在底層(Bottom Layer)放臵插針式元器�,就有可能造成電路板不易安�,也不利于焊�,所以在底層(Bottom Layer)只放臵貼片元器件,類似常見的計算機顯卡PCB 板上的元器件布臵方法。單面放臵時只需在電路板的一個面上做絲印層,便于降低成本�
?�?)合理安排接口元器件的位臵和方向。一般來�,作為電路板和外界(電源、信號線)連接的連接器元器件,通常布臵在電路板的邊�,如串口和并�。如果放臵在電路板的中央,顯然不利于接線,也有可能因為其他元器件的阻礙而無法連接。另外在放臵接口時要注意接口的方�,使得連接線可以順利地引出,遠離電路板。接口放臵完畢后,應(yīng)�(dāng)利用接口元器件的String(字符串)清晰地�(biāo)明接口的種類;對于電源類接口,應(yīng)�(dāng)�(biāo)明電壓等�,防止因接線錯誤�(dǎo)致電路板燒毀�
?�?)高壓元器件和低壓元器件之間要有較寬的電氣隔離帶。也就是說不要將電壓等級相差很大的元器件擺放在一�,這樣既有利于電氣絕緣,對信號的隔離和抗干擾也有很大好��
�4)電氣連接�(guān)系密切的元器件放臵在一�。這就是模塊化的布局思想�
?�?)對于易�(chǎn)生噪聲的元器件,例如時鐘�(fā)生器和晶振等高頻器件,在放臵的時候應(yīng)�(dāng)盡量把它們放臵在靠近CPU 的時鐘輸入端。大電流電路和開�(guān)電路也容易產(chǎn)生噪�,在布局的時候這些元器件或模塊也應(yīng)該遠離邏輯控制電路和存儲電路等高速信號電�,如果可能的�,盡量采用控制板�(jié)合功率板的方�,利用接口來連接,以提高電路板整體的抗干擾能力和工作可靠��
�6)在電源和芯片周圍盡量放臵去耦電容和濾波電容。去耦電容和濾波電容的布臵是改善電路板電源質(zhì)�,提高抗干擾能力的一項重要措施。在實際�(yīng)用中,印制電路板的走線、引腳連線和接線都有可能帶來較大的寄生電感,導(dǎo)致電源波形和信號波形中出�(xiàn)高頻紋波和毛刺,而在電源和地之間放臵一�0.1 F 的去耦電容可以有效地濾除這些高頻紋波和毛�。如果電路板上使用的是貼片電�,應(yīng)該將貼片電容緊靠元器件的電源引腳。對于電源轉(zhuǎn)換芯片,或者電源輸入端,是布臵一�10 F 或者更大的電容,以進一步改善電源質(zhì)��
�7)元器件的編號應(yīng)該緊靠元器件的邊框布�,大小統(tǒng)一,方向整�,不與元器件、過孔和焊盤重疊。元器件或接插件的第1 引腳表示方向;正負極的標(biāo)志應(yīng)該在PCB 上明顯標(biāo)出,不允許被覆蓋;電源變換元器件(如DC/DC 變換�,線性變換電源和開關(guān)電源)旁�(yīng)該有足夠的散熱空間和安裝空間,外圍留有足夠的焊接空間��
?�?)元器件印制走線的間距的�(shè)臵原則。不同網(wǎng)�(luò)之間的間距約束是由電氣絕�、制作工藝和元件大小等因素決定的。例如一個芯片元件的引腳間距� 8mil,則該芯片的【Clearance Constraint】就不能�(shè)臵為10mil,設(shè)計人員需要給該芯片單獨設(shè)臵一�6mil 的設(shè)計規(guī)則。同�,間距的�(shè)臵還要考慮到生�(chǎn)廠家的生�(chǎn)能力� 另外,影響元器件的一個重要因素是電氣絕緣,如果兩個元器件或網(wǎng)�(luò)的電位差較大,就需要考慮電氣絕緣問題。一般環(huán)境中的間隙安全電壓為200V/mm,也就是5.08V/mil。所以當(dāng)同一塊電路板上既有高壓電路又有低壓電路時,就需要特別注意足夠的安全間距�
?�?)線路拐角走線形式的選擇。為了讓電路板便于制造和美觀,在�(shè)計時需要設(shè)臵線路的拐角模式,可以選�45°�90°和圓�。一般不采用尖銳的拐角,采用圓弧過渡�45°過渡,避免采�90°或者更加尖銳的拐角過渡。導(dǎo)線和焊盤之間的連接處也要盡量圓�,避免出�(xiàn)小的尖腳,可以采用補淚滴的方法來解決。當(dāng)焊盤之間的中心距離小于一個焊盤的外徑D 時,�(dǎo)線的寬度可以和焊盤的直徑相同;如果焊盤之間的中心距大于D,則�(dǎo)線的寬度就不宜大于焊盤的直徑。導(dǎo)線通過兩個焊盤之間而不與其連通的時�,應(yīng)該與它們保持且相等的間�,同樣導(dǎo)線和�(dǎo)線之間的間距也應(yīng)該均勻相等并保持�
?�?)印制走線寬度的確定方法。走線寬度是由導(dǎo)線流過的電流等級和抗干擾等因素決定的,流過電流越�,則走線�(yīng)該越寬。一般電源線就應(yīng)該比信號線寬。為了保證地電位的穩(wěn)定(受地電流大小變化影響小),地線也�(yīng)該較寬。實驗證明:�(dāng)印制�(dǎo)線的銅膜厚度�0.05mm �,印制導(dǎo)線的載流量可以按� 20A/mm2 進行計算,即0.05mm 厚,1mm 寬的�(dǎo)線可以流�1A 的電流。所以對于一般的信號線來�10�30mil 的寬度就可以滿足要求�;高電壓,大電流的信� 線線寬大于等�40mil,線間間距大�30mil。為了保證導(dǎo)線的抗剝離強度和工作可靠�,在板面積和密度允許的范圍內(nèi),應(yīng)該采用盡可能寬的�(dǎo)線來降低線路阻抗,提高抗干擾性能。對于電源線和地線的寬度,為了保證波形的�(wěn)�,在電路板布線空間允許的情況�,盡量加�,一般情況下至少需�50mil�
�4)印制導(dǎo)線的抗干擾和電磁屏蔽。導(dǎo)線上的干擾主要有�(dǎo)線之間引入的干擾、電源線引入的干擾和信號線之間的�?dāng)_�,合理安排和布臵走線及接地方式可以有效減少干擾源,使�(shè)計出的電路板具備更好的電磁兼容性能� 對于高頻或者其他一些重要的信號線,例如時鐘信號�,一方面其走線要盡量�,另一方面可以采取包地的形式使其與周圍的信號線隔離起來(就是用一條封閉的地線將信號線“包裹”起�,相�(dāng)于加一層接地屏蔽層�� 對于模擬地和�(shù)字地要分開布�,不能混用。如果需要將模擬地和�(shù)字地�(tǒng)一為一個電位,則通常�(yīng)該采用一點接地的方式,也就是只選取一點將模擬地和�(shù)字地連接起來,防止構(gòu)成地線環(huán)�,造成地電位偏�� 完成布線�,應(yīng)在頂層和底層沒有鋪設(shè)�(dǎo)線的地方敷以大面積的接地銅膜,也稱為敷銅,用以有效減小地線阻�,從而削弱地線中的高頻信號,同時大面積的接地可以對電磁干擾起抑制作用� 電路板中的一個過孔會帶來大約10pF 的寄生電容,對于高速電路來說尤其有�;同時,過多的過孔也會降低電路板的機械強�。所以在布線�,應(yīng)盡可能減少過孔的�(shù)�。另�,在使用穿透式的過孔(通孔)時,通常使用焊盤來代�。這是因為在電路板制作�,有可能因為加工的原�?qū)е履承┐┩甘降倪^孔(通孔)沒有被打穿,而焊盤在加工時肯定能夠被打穿,這也相當(dāng)于給制作帶來了方��
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