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教你如何輕松搞定多層PCB板的設計
- 2019-07-03 -

PCB多層板是一種特殊的印制板,它的存在“地點”一般都比較特殊,例如說:電路板之中就會有pcb多層板的存在。這種多層板可以幫助機器導通各種不同的線路。不僅如此,還可以起到絕緣的效果,不會讓電與電之間相互碰撞,很安全。想得到一款比較好性能的PCB多層板,需得精心設計,接下來就為大家講解如何設計pcb多層板。

PCB多層板設計:

1、板外形、尺寸、層數的確定

任何一塊印制板,都存在著與其他結構件配合裝配的問題。所以,印制板的外形與尺寸,必須以產品整機結構為依據。但從生產工藝角度考慮,應盡量簡單,一般為長寬比不太懸殊的長方形,以利于裝配提高生產效率,降低勞動成本。

層數方面,必須根據電路性能的要求、板尺寸及線路的密集程度而定。對多層印制板來說,以四層板、六層板的應用zui為廣泛,以四層板為例,就是兩個導線層(元件面和焊接面)、一個電源層和一個地層。

多層板的各層應保持對稱,而且zui好是偶數銅層,即四、六、八層等。因為不對稱的層壓,板面容易產生翹曲,特別是對表面貼裝的多層板,更應該引起注意。

2、元器件的位置及擺放方向

元器件的位置、擺放方向,首先應從電路原理方面考慮,迎合電路的走向。擺放的合理與否,將直接影響該印制板的性能,特別是高頻模擬電路,對器件的位置及擺放要求,顯然更加嚴格。

合理的放置元器件,從某種意義上來說,已經預示了該印制板設計的成功。所以,在著手編排印制板的版面、決定整體布局的時候,應該對電路原理進行詳細的分析,先確定特殊元器件(如大規模IC、大 功率管 、信號源等)的位置,然后再安排其他元器件,盡量避免可能產生干擾的因素。

另一方面,應從印制板的整體結構來考慮,避免元器件的排列疏密不均,雜亂無章。這不僅影響了印制板的美觀,同時也會給裝配和維修工作帶來很多不便。

3、導線布層、布線區的要求

一般情況下,多層印制板布線是按電路功能進行。在外層布線時,要求在焊接面多布線,元器件面少布線,有利于印制板的維修和排故。

細、密導線和易受干擾的信號線,通常是安排在內層。大面積的銅箔應比較均勻分布在內、外層,這將有助于減少板的翹曲度,也使電鍍時在表面獲得較均勻的鍍層。

為防止外形加工傷及印制導線和機械加工時造成層間短路,內外層布線區的導電圖形離板緣的距離應大于50mil。

4、導線走向及線寬的要求

多層板走線要把電源層、地層和信號層分開,減少電源、地、信號之間的干擾。

相鄰兩層印制板的線條應盡量相互垂直或走斜線、曲線,不能走平行線,以減少基板的層間耦合和干擾。且導線應盡量走短線,特別是對小信號電路來講,線越短, 電阻越小,干擾越小。

同一層上的信號線,改變方向時應避免銳角拐彎。導線的寬窄,應根據該電路對電流及阻抗的要求來確定,電源輸入線應大些,信號線可相對小一些。

對一般數字板來說,電源輸入線線寬可采用50~80mil,信號線線寬可采用6~10mil。

導線寬度:0.5、1、0、1.5、2.0;

允許電流:0.8、2.0、2.5、1.9;

導線電阻:0.7、0.41、0.31、0.25;

布線時還應注意線條的寬度要盡量一致,避免導線突然變粗及突然變細,有利于阻抗的匹配。

5、鉆孔大小與焊盤的要求

多層板上的元器件鉆孔大小與所選用的元器件引腳尺寸有關。鉆孔過小,會影響器件的裝插及上錫;鉆孔過大,焊接時焊點不夠飽滿。一般來說,元件孔孔徑及焊盤大小的計算方法為:

a.元件孔的孔徑=元件引腳直徑(或對角線)+(10~30mil)

b.元件焊盤直徑≥元件孔直徑+18mil

至于過孔孔徑,主要由成品板的厚度決定,對于高密度多層板,一般應控制在板厚∶孔徑≤5∶1的范圍內。    

過孔焊盤的計算方法為:過孔焊盤(VIAPAD)直徑≥過孔直徑+12mil

6、電源層、地層分區及花孔的要求

對于多層印制板來說,起碼有一個電源層和一個地層。由于印制板上所有的電壓都接在同一個電源層上,所以必須對電源層進行分區隔離,分區線的大小一般采用20~80mil的線寬為宜,電壓超高,分區線越粗。

焊孔與電源層、地層連接處,為增加其可靠性,減少焊接過程中大面積金屬吸熱而產生虛焊,一般連接盤應設計成花孔形狀。    

隔離焊盤的孔徑≥鉆孔孔徑+20mil

7、安全間距的要求

安全間距的設定 ,應滿足電氣安全的要求。一般來說,外層導線的zui小間距不得小于4mil,內層導線的zui小間距不得小于4mil。在布線能排得下的情況下,間距應盡量取大值,以提高制板時的成品率及減少成品板故障的隱患。

8、提高整板抗干擾能力的要求

多層印制板的設計,還必須注意整板的抗干擾能力,一般方法有:

a.在0各IC的電源、地附近加上濾波 電容 ,容量一般為473或104。

b.對于印制板上的敏感信號,應分別加上伴行屏蔽線,且信號源附近盡量少布線。

c.選擇合理的接地點。

PCB多層板的設計方法想必大家也已經了解了,可是卻不知道這種多層板的參數究竟是什么。PCB多層板zui小的孔徑一般為0.4mm,我們在設計PCB多層板的時候,一定要將它的厚度以及尺寸調節到適合電器使用的那個范圍之中,過大不好,過小也不好。在進行表面處理的時候,一定要選擇電鍍金的方式,否則絕緣的特性可能就會消失。

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