1、作为一名(准)PCB布局工程师,我们需要了解什么是PCB堆栈设计,能够掌握PCB堆栈设计的组成、要求和基本原理。让我们来看看吧!
2、什么是PCB堆叠设计?
【资料图】
3、PCB的层数取决于电路板的复杂程度。从PCB加工的角度来说,多层PCB是由多个“双面板PCB”通过重叠和压制工艺制成的。但多层PCB的层数、层间的堆叠顺序、板材的选择都是由电路板设计者决定的。
4、这就是所谓的“PCB层压设计”。
5、PCB堆叠的组成
6、PCB设计文档中的图层设置包括以下几种:丝网印刷层、阻焊层、布线层、平面层。
7、SilkScreen:它是PCB板中放置设备描述信息和板名标识的物理层。
8、阻焊膜:阻焊膜是PCB的重要组成部分,主要起到防焊和环保的作用。阻焊膜是附着在PCB表面的一层油墨,用来覆盖PCB不需要焊接的区域,防止锡焊。
9、同时也在一定程度上保护了线路不受外界破坏。
10、导体:是以正向方式实现PCB各种器件互连的物理层。
11、平面:是实现PCB板各种电源和地的网络连接,提供阻抗参考和回流路径的物理层。
12、通常所说的“堆叠式设计”,其实就是布线层和平面层堆叠排列的设计。
13、常见的板层结构
14、PCB堆叠设计的基本原则
15、PCB堆叠设计需要:满足信号的特性阻抗要求;符合信号环路最小化原则;满足PCB中最小化信号干扰的要求;满足对称原则。
16、考虑到信号质量控制的因素,PCB堆叠的一般原则如下:
17、与元件表面相邻的第二层是接地层,它提供器件屏蔽层,顶层布线提供参考层。
18、所有信号层都尽可能靠近接地层,以确保完整的返回通道。
19、尽量避免两个信号层直接相邻,以减少串扰。
20、主电源尽可能与其相邻,形成平面电容,降低电源的平面阻抗。
21、考虑到叠层结构的对称性,有利于制版生产中的翘曲控制。
22、对于高速背板,一般层叠原则如下:
23、Top面、Bottom面为完整的地平面,构成屏蔽腔体。
24、无相邻层平行布线,以减少串扰,或者相邻布线层间距远远大于参考平面间距。
25、所有信号层尽可能与地平面相邻,以保证完整的回流通道。
26、提醒:在具体的PCB层叠设置时,要对以上原则进行灵活掌握和运用,根据实际单板的需求进行合理的分析,最终确定合适的层叠方案,切忌生搬硬套。
27、示例:四层板设计
28、四层板层叠设计示例
29、一般来说,对于较复杂的高速电路,最好不采用四层板,因为它存在若干不稳定因素,无论从物理上还是电气特性上。如果一定要进行四层板设计,则可以考虑设置为:电源-信号-信号-地。
30、还有一种更好的方案是:外面两层均走地层,内部两层走电源和信号线。这种方案是四层板设计的最佳层叠方案,对EMI有极好的抑制作用,同时对降低信号线阻抗也非常有利,但这样布线空间较小,
31、对于布线密度较大的板子显得比较困难。
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