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仔细的多层PCB堆叠规划:您节省时间和金钱的最佳选择

树上长着钱的图片

砸钱解决问题是解决问题的有效方法,只要你有很多钱可以砸。然而,现实生活中的情况是,我们通常都在努力存钱,而不是把钱像长在树上一样花掉。但这并不能改变一个事实,那就是解决一些问题需要更多的资源。解决这一难题的关键是要找到平衡的确切位置,这样我们所花的钱才能带来最大的效益。

这种平衡正是我们在为印刷电路板设计规划层配置时试图实现的。虽然看起来更少的层意味着更少的费用,而更多的层会增加成本,但这可能不是故事的全部。为了帮助您找到设计的平衡点,让我们来看看在多层PCB堆叠规划中应该考虑的一些细节。

在多层PCB堆叠计划中计算成本

简单明了的事实是,制造多层印刷电路板的基本成本将超过单面或双面板。一般来说,四层板的成本几乎是相同尺寸的单层或双层板的两倍。在此基础上,每增加一层就会增加20%左右的效果。然而,决定电路板总成本的不仅仅是层数。

要确定电路板的总成本,您将需要考虑许多其他的难题:

  • 板的尺寸、形状和厚度。

  • 表面光洁度。

  • 铜的重量。

  • 钻孔数量和不同的钻头尺寸。

  • 电路密度。

所有这些细节,以及更多的细节都需要考虑在内,才能准确地了解真正的成本是多少。这可能是为了在电路板层上节省资金,你会增加钻孔的数量和电路密度。试图将更多的电路强制放入更少的层中不一定是最好的选择,因为由于复杂性,它可能会增加设计和制造费用。

另一方面,在多层设计中坚持固定的层数,而不是寻找减少层数的方法,最终也会让你付出更多的代价。关键是要彻底调查你的选择,这样你才能做出明智的决定。这也意味着在成本分析中也要考虑到电路板的信号性能。

电路密集的PCB展示了为什么多层PCB堆叠规划是至关重要的

多层PCB堆叠规划需要平衡电路板的需求和成本

高速设计PCB堆叠注意事项

PCB设计不断发展,即使在最简单的设计上也有越来越多的高速电路。过去可以很好地使用简单单层或双层电路板的设计,现在可能需要多层来支持它们现在包含的高速电路。

在某些情况下,高速跟踪路由可能需要与其他跟踪隔离,以防止串扰。展开路由以支持这种隔离可能需要在设计中添加其他路由层。

高速设计也可能需要非标板材料和阻抗控制布线的特定层厚。为了适应带状线路由要求,需要多层,以便在两个地平面层之间夹心高速传输线的信号层。

当使用双带线配置时,两个相邻的信号层需要夹在一对地平面之间。正如你所看到的,高速电路不仅需要额外的信号层来布线走线,还需要额外的电源层和地平面层。

微带路由示例

在多层堆叠中利用微带或带状线技术

电源与地平面堆叠规划

当高速传输线在PCB的表面层上布线时,它们将需要一个坚固的地平面。这是一种微带路由配置,正如我们已经看到的,带线路由要求信号路由层夹在两个地平面层之间。

有了这些路由配置,加上所有这些电路所需的不同电压,设计中的电源和地平面层的数量最终可能主导板层堆叠。这里需要仔细的多层PCB堆叠规划,以便仔细管理所需的层数。

有一件事会有所帮助,那就是将多个电压组合到一个平面层上。分割电源或接地平面对于减少设计中所需的板层总数非常有帮助,但它也会引入新的问题。最重要的关注领域将是避免在分割地平面上布线高速线路。

如果您的路由需要在它下面有一个接地平面作为返回路径,将该平面分割成不同的电压将破坏返回路径,并可能导致各种信号完整性问题。这并不意味着您不应该使用分割平面,只是在这样做时要谨慎使用路由。

另一件可以帮助自己进行多层PCB堆叠规划的事情是使用已经创建的PCB设计工具来帮助您完成这项任务。不同的示意图捕捉,布局,以及Cadence的分析工具它们有许多不同的特性和功能,你会发现它们很有用。特别是PCB布局工具从Cadence允许您计算您的设计的要求,以创建多层堆叠,以及高速设计的特点,将使您的工作更容易

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