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介绍多层PCB设计教程

一个6层PCB堆叠横截面编辑器

世界上没有什么比六层巧克力蛋糕更好的了。我确实喜欢单层蛋糕,但它无法与更大、更颓废的六层蛋糕相比。然而,一个六层蛋糕需要更多的时间来准备,更多的技巧来烘焙,它将比一个简单的蛋糕更贵。这也需要在健身房多花一点时间来弥补额外的卡路里,但最终这是值得的。

如果你只布局了简单的一层或两层电路板,你会发现布局多层PCB与六层蛋糕有一些相似之处。就像蛋糕一样,它需要更多的时间,更多的技能,更多的成本,但它也将是一个非常愉快的设计挑战,没有第二天必须去健身房的负担。虽然会有一些新的设计方法需要学习,但我们将在这个多层PCB设计教程中向您介绍这些方法。

多层PCB设计教程的第一步设置和准备

在某些情况下,旧的遗留PCB占地面积可能不足以满足多层设计,您需要查明是否有任何必要的额外要求。根据所使用的CAD系统,您可能必须向占用空间添加层或属性以实现多层使用。在这里,访问更先进的PCB设计系统与在线图书馆服务的链接可以是一个真正的好处。这使得拥有最新和最准确的PCB占用更容易源数据一起工作

双层和多层板设置之间的主要区别,将在规划您的层分层盘旋飞行.以下是你在规划你的板层堆叠时需要考虑的一些要点:

  • 性能电路运行的速度有多快,以及最终电路板的运行环境可能会影响电路板的制造材料。有比FR-4更先进的材料可能更适合您的应用,这取决于您的需求,但这些材料可能会影响参数,如阻抗计算。在这里,PCB制造商的帮助将是一个宝贵的信息来源。

  • 成本:制造材料以及层数和配置,将有直接的关系总成本制作板子。在这里,您需要与您的制造商一起考虑所有的选项

  • 密度:单板的路由密度是决定单板堆叠配置的另一个因素。这是非常痛苦的,当你已经开始你的布局后,你必须返回并添加层到一个板设计。您不仅必须重新配置CAD数据库,而且可能必须对布局进行大量更改。另一方面,如果你开始有太多的层,你将支付更多的板,然后你应该。

  • 电路你还需要了解你的电路的需求,以便创造出最大的最优层配置.例如,敏感信号可能需要带状线层配置以获得最佳性能,这将意味着添加额外的地平面。模拟电路和数字电路需要用各自的地面平面分开,机载电源也需要隔离。所有这些都可能对图层配置产生影响,在布局开始之前应该对此进行规划。

一旦你收集了数据创建你的板层堆叠在布局数据库中,是时候开始放置和布线电路板了。

OrCAD的电路板创建向导的截图

有了这样的工具板轮廓生成器,创建板层堆叠是一个更容易

地点和路线的不同视角

在处理多层布局时,首先需要区别的是你需要从“3D”设计的角度开始思考。两层板只需要你考虑“顶部”和“底部”。“现在你身处一个多层的世界,内部发生的不同事情可能会影响顶层和底层。例如,您可能不希望将有噪声的部件放在某个位置,因为在它下面的内层上有敏感的路由。

就工具而言,放置组件将与双面板相同,但您正在使用的景观将有所不同。例如,您不必担心在部件之间为路由通道留下太多空间,因为它们将主要在内层上路由。对于敏感电路,仍然需要在表面层上设置短的直接路由,但在大多数情况下,您现在有了更多的工作空间。这也是一件好事,因为使用多层板,可能需要放置更多的组件。

内部跟踪路由和电源平面将是一个愉快的工作,但同时这里也有一些重要的考虑因素:

  • 多层板通常有更多的组件,因此比双面板有更多的路由,所以要提前计划。根据电路板的技术,这种路由可能有一些特定的路由宽度和空间或其他要求,如差分对或阻抗控制迹线。

  • 有些路由需要带状线层结构,并且必须在相邻的层上路由地面的飞机.此外,敏感布线必须垂直交叉在相邻的内部信号层,以帮助减少任何可能的横向耦合或相声

  • 地面上会有很多连通通道,但这些通道可能会影响信号返回路径.这需要仔细规划你的路线,以避免阻塞飞机。

  • 分裂平面需要被布置,这样敏感信号就不会穿过分裂,从而破坏它们的返回路径。像这样的情况会在棋盘上制造很多噪音。

一旦放置和路由完成并检查,其余的设计工作将类似于双面板。现在你已经准备好了董事会建立

多层PCB布局的截图

多层PCB布局需要一个三维视角的电路板设计

使用文档和输出文件完成设计

为了让你的多层设计用于制造,你将需要创建与你一直创建的相同类型的文档,但有一些例外。首先,你们的生产图纸上需要更多的细节。您的制作图纸将需要一个多层板堆叠细节,并详细说明如何建造板的细节。其次,如果您使用Gerber文件进行生产输出,显然需要为多个板层生成额外的文件。在这里,使用一组先进的CAD工具可以非常有助于创建和管理您的制造输出文件。

幸运的是,有PCB设计系统可用的,已经有你需要成功的多层电路板设计的工具。OrCAD PCB Designer是一种先进的系统,可以让您访问在线CAD库服务,板大纲创建向导,以及制造和文档生成实用程序。

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