多層PCB電路板設(shè)計(jì)方法

1、多層PCB電路板設(shè)計(jì)方法.txt45想洗澡嗎？不要到外面等待下雨；想成功嗎？不要空等機(jī)遇的到來。摘下的一瓣花能美麗多久？一時(shí)的放縱又能快樂多久？有志者要為一生的目標(biāo)孜孜以求。少年自有少年狂，藐昆侖，笑呂梁；磨劍數(shù)年，今將試鋒芒。自命不凡不可取，妄自菲薄更不宜。 本文由bdj420貢獻(xiàn) doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 多層 PCB 電路板設(shè)計(jì)方法 星期一, 09/13/2010 - 10:46 技術(shù)編輯 在設(shè)計(jì)多層 PCB 電路板之前，設(shè)計(jì)者需要首先根據(jù)電路的規(guī)模 電路板的尺寸 電磁兼容（EMC） 電路的規(guī)模、電路板的尺寸 電磁兼容（ 電路的

2、規(guī)模 電路板的尺寸和電磁兼容 ） 的要求來確定所采用的電路板結(jié)構(gòu)，也就是決定采用 4 層，6 層，還是更多層數(shù)的電路板。確定層數(shù) 的要求 之后，再確定內(nèi)電層的放置位置以及如何在這些層上分布不同的信號。這就是多層 PCB 層疊結(jié)構(gòu)的 選擇問題。層疊結(jié)構(gòu)是影響 PCB 板 EMC 性能的一個(gè)重要因素 層疊結(jié)構(gòu)是影響 性能的一個(gè)重要因素，也是抑制電磁干擾的一個(gè)重要手段 抑制電磁干擾的一個(gè)重要手段。 抑制電磁干擾的一個(gè)重要手段 本節(jié)將介紹多層 PCB 板層疊結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容。 11.1.1 層數(shù)的選擇和疊加原則 確定多層 PCB 板的層疊結(jié)構(gòu)需要考慮較多的因素。從布線方面來說，層數(shù)越多越利于布線 但是制

3、 層數(shù)越多越利于布線，但是制 層數(shù)越多越利于布線 板成本和難度也會(huì)隨之增加。對于生產(chǎn)廠家來說，層疊結(jié)構(gòu)對稱與否 PCB 板制造時(shí)需要關(guān)注的焦 層疊結(jié)構(gòu)對稱與否是 板成本和難度也會(huì)隨之增加 層疊結(jié)構(gòu)對稱與否 點(diǎn)，所以層數(shù)的選擇需要考慮各方面的需求，以達(dá)到最佳的平衡。 對于有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員來說，在完成元器件的預(yù)布局后，會(huì)對 PCB 的布線瓶頸處進(jìn)行重點(diǎn)分析 結(jié) 完成元器件的預(yù)布局后， 的布線瓶頸處進(jìn)行重點(diǎn)分析 頸處進(jìn)行重點(diǎn)分析。結(jié) 完成元器件的預(yù)布局后 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線、敏感信號線 有特殊布線要求的信號線如差分線 合其他 EDA 工具分析電路板的布線密

4、度 有特殊布線要求的信號線如差分線、敏感信號線等 的數(shù)量和種類來確定信號層的層數(shù) 然后根據(jù)電源的種類、 來確定信號層的層數(shù)； 根據(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)目。 來確定信號層的層數(shù) 根據(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)目 這樣，整個(gè)電路板的板層數(shù)目就基本確定了。 確定了電路板的層數(shù)后，接下來的工作便是合理地排列各層電路的放置順序。在這一步驟中，需要考 慮的因素主要有以下兩點(diǎn)。 （1）特殊信號層的分布。 （2）電源層和地層的分布。 如果電路板的層數(shù)越多，特殊信號層、地層和電源層的排列組合的種類也就越多，如何來確定哪種組 合方式最優(yōu)也越困難，但總的原則有以下幾條

5、。 地層），利用內(nèi)電層的大銅膜來為信號層提供屏蔽。 （1）信號層應(yīng)該與一個(gè)內(nèi)電層相鄰（內(nèi)部電源 地層），利用內(nèi)電層的大銅膜來為信號層提供屏蔽。 ）信號層應(yīng)該與一個(gè)內(nèi)電層相鄰（內(nèi)部電源/地層），利用內(nèi)電層的大銅膜來為信號層提供屏蔽 （2）內(nèi)部電源層和地層之間應(yīng)該緊密耦合，也就是說，內(nèi)部電源層和地層之間的介質(zhì)厚度應(yīng)該取較 ）內(nèi)部電源層和地層之間應(yīng)該緊密耦合，也就是說， 小的值，以提高電源層和地層之間的電容，增大諧振頻率。 小的值，以提高電源層和地層之間的電容，增大諧振頻率。內(nèi)部電源層和地層之間的介質(zhì)厚度可以在 Protel 的 Layer Stack Manager （層堆棧管理器） 中進(jìn)行設(shè)置。

6、 【Design】 選擇 【Layer Stack Manager】 / 命令，系統(tǒng)彈出層堆棧管理器對話框，用鼠標(biāo)雙擊 Prepreg 文本，彈出如圖 11-1 所示對話框，可在 該對話框的 Thickness 選項(xiàng)中改變絕緣層的厚度。 圖 111 設(shè)置絕緣層厚度 如果電源和地線之間的電位差不大的話，可以采用較小的絕緣層厚度，例如 5mil（0.127mm）。 （3）電路中的高速信號傳輸層應(yīng)該是信號中間層，并且夾在兩個(gè)內(nèi)電層之間。這樣兩個(gè)內(nèi)電層的銅 膜可以為高速信號傳輸提供電磁屏蔽，同時(shí)也能有效地將高速信號的輻射限制在兩個(gè)內(nèi)電層之間，不 對外造成干擾。 （4）避免兩個(gè)信號層直接相鄰。相鄰的信號

7、層之間容易引入串?dāng)_，從而導(dǎo)致電路功能失效。在兩信 號層之間加入地平面可以有效地避免串?dāng)_。 （5）多個(gè)接地的內(nèi)電層可以有效地降低接地阻抗。例如，A 信號層和 B 信號層采用各自單獨(dú)的地平 面，可以有效地降低共模干擾。 （6）兼顧層結(jié)構(gòu)的對稱性。 11.1.2 常用的層疊結(jié)構(gòu) 下面通過 4 層板的例子來說明如何優(yōu)選各種層疊結(jié)構(gòu)的排列組合方式。 對于常用的 4 層板來說，有以下幾種層疊方式（從頂層到底層）。 （1）Siganl_1（Top），GND（Inner_1），POWER（Inner_2），Siganl_2（Bottom）。 （2）Siganl_1（Top），POWER（Inner_1），GN

8、D（Inner_2），Siganl_2（Bottom）。 （3）POWER（Top），Siganl_1（Inner_1），GND（Inner_2），Siganl_2（Bottom）。 顯然，方案 3 電源層和地層缺乏有效的耦合，不應(yīng)該被采用。 那么方案 1 和方案 2 應(yīng)該如何進(jìn)行選擇呢？一般情況下，設(shè)計(jì)人員都會(huì)選擇方案 1 作為 4 層板的結(jié) 構(gòu)。原因并非方案 2 不可被采用，而是一般的 PCB 板都只在頂層放置元器件，所以采用方案 1 較為 妥當(dāng)。但是當(dāng)在頂層和底層都需要放置元器件，而且內(nèi)部電源層和地層之間的介質(zhì)厚度較大，耦合不 佳時(shí)，就需要考慮哪一層布置的信號線較少。對于方案 1 而言，

9、底層的信號線較少，可以采用大面積 的銅膜來與 POWER 層耦合；反之，如果元器件主要布置在底層，則應(yīng)該選用方案 2 來制板。 如果采用如圖 1-1 所示的層疊結(jié)構(gòu)，那么電源層和地線層本身就已經(jīng)耦合，考慮對稱性的要求，一般 采用方案 1。 在完成 4 層板的層疊結(jié)構(gòu)分析后， 下面通過一個(gè) 6 層板組合方式的例子來說明 6 層板層疊結(jié)構(gòu)的排列 組合方式和優(yōu)選方法。 （1）Siganl_1（Top），GND（Inner_1），Siganl_2（Inner_2），Siganl_3（Inner_3），POWER （In）。 方案 1 采用了 4 層信號層和 2 層內(nèi)部電源/接地層，具有較多的信號層，有

10、利于元器件之間的布線工 作，但是該方案的缺陷也較為明顯，表現(xiàn)為以下兩方面。 電源層和地線層分隔較遠(yuǎn)，沒有充分耦合。 信號層 Siganl_2（Inner_2）和 Siganl_3（Inner_3）直接相鄰，信號隔離性不好，容易發(fā)生串?dāng)_。 （2）Siganl_1（Top），Siganl_2（Inner_1），POWER（Inner_2），GND（Inner_3），Siganl_3 （In）。 方案 2 相對于方案 1， 電源層和地線層有了充分的耦合， 比方案 1 有一定的優(yōu)勢， 但是 Siganl_1 （Top） 和 Siganl_2（Inner_1）以及 Siganl_3（Inner_4）和

11、Siganl_4（Bottom）信號層直接相鄰，信號隔 離不好，容易發(fā)生串?dāng)_的問題并沒有得到解決。 ），GND（Inner_1）， ），Siganl_2（Inner_2）， ），POWER（Inner_3）， ），GND （3）Siganl_1（Top）， ） （ ）， （ ）， （ ）， （ ）， （Inner_）。 ）。 相對于方案 1 和方案 2，方案 3 減少了一個(gè)信號層，多了一個(gè)內(nèi)電層，雖然可供布線的層面減少了， 但是該方案解決了方案 1 和方案 2 共有的缺陷。 電源層和地線層緊密耦合。 每個(gè)信號層都與內(nèi)電層直接相鄰，與其他信號層均有有效的隔離，不易發(fā)生串?dāng)_。 Siganl_2（I

12、nner_2）和兩個(gè)內(nèi)電層 GND（Inner_1）和 POWER（Inner_3）相鄰，可以用來傳 （ ） （ ） （ ）相鄰， 兩個(gè)內(nèi)電層可以有效地屏蔽外界對 Siganl_2 Inner_2） 輸高速信號。 高速信號。 兩個(gè)內(nèi)電層可以有效地屏蔽外界對 （ ） 層的干擾和 Siganl_2 Inner_2） （ ） 對外界的干擾。 對外界的干擾。 綜合各個(gè)方面，方案 3 顯然是最優(yōu)化的一種，同時(shí)，方案 3 也是 6 層板常用的層疊結(jié)構(gòu)。 通過對以上兩個(gè)例子的分析，相信讀者已經(jīng)對層疊結(jié)構(gòu)有了一定的認(rèn)識，但是在有些時(shí)候，某一個(gè)方 案并不能滿足所有的要求，這就需要考慮各項(xiàng)設(shè)計(jì)原則的優(yōu)先級問題。遺

13、憾的是由于電路板的板層設(shè) 計(jì)和實(shí)際電路的特點(diǎn)密切相關(guān)，不同電路的抗干擾性能和設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)各有所不同，所以事實(shí)上這些原 則并沒有確定的優(yōu)先級可供參考。但可以確定的是，設(shè)計(jì)原則 2（內(nèi)部電源層和地層之間應(yīng)該緊密耦 設(shè)計(jì)原則 （內(nèi)部電源層和地層之間應(yīng)該緊密耦 如果電路中需要傳輸高速信號， 合）在設(shè)計(jì)時(shí)需要首先得到滿足，另外如果電路中需要傳輸高速信號，那么設(shè)計(jì)原則 3（電路中的高 在設(shè)計(jì)時(shí)需要首先得到滿足， 如果電路中需要傳輸高速信號 （ 速信號傳輸層應(yīng)該是信號中間層，并且夾在兩個(gè)內(nèi)電層之間）就必須得到滿足 速信號傳輸層應(yīng)該是信號中間層，并且夾在兩個(gè)內(nèi)電層之間）就必須得到滿足。表 1-1 給出了多層板

14、層疊結(jié)構(gòu)的參考方案，供讀者參考。 11.2.1 元器件布局的一般原則 設(shè)計(jì)人員在電路板布局過程中需要遵循的一般原則如下。 （1）元器件最好單面放置。如果需要雙面放置元器件，在底層（Bottom Layer）放置插針式元器件， ）元器件最好單面放置。 就有可能造成電路板不易安放，也不利于焊接，所以在底層（Bottom Layer）最好只放置貼片元器 在底層（ 在底層 ） 件，類似常見的計(jì)算機(jī)顯卡 PCB 板上的元器件布置方法。單面放置時(shí)只需在電路板的一個(gè)面上做絲 印層，便于降低成本。 （2）合理安排接口元器件的位置和方向。一般來說，作為電路板和外界（電源、信號線）連接的連 一般來說，作為電路板和

15、外界（電源、信號線） 一般來說 接器元器件， 通常布置在電路板的邊緣， 如串口和并口。 如果放置在電路板的中央， 顯然不利于接線， 接器元器件， 通常布置在電路板的邊緣， 如串口和并口。 也有可能因?yàn)槠渌骷淖璧K而無法連接。另外在放置接口時(shí)要注意接口的方向，使得連接線可以 另外在放置接口時(shí)要注意接口的方向， 另外在放置接口時(shí)要注意接口的方向 順利地引出，遠(yuǎn)離電路板。 順利地引出，遠(yuǎn)離電路板。接口放置完畢后，應(yīng)當(dāng)利用接口元器件的 String（字符串）清晰地標(biāo)明接 口的種類；對于電源類接口，應(yīng)當(dāng)標(biāo)明電壓等級，防止因接線錯(cuò)誤導(dǎo)致電路板燒毀。 對于電源類接口，應(yīng)當(dāng)標(biāo)明電壓等級，防止因接線錯(cuò)誤導(dǎo)致

16、電路板燒毀。 對于電源類接口 （3）高壓元器件和低壓元器件之間最好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 ）高壓元器件和低壓元器件之間最好要有較寬的電氣隔離帶。 不要將電壓等級相差很大 的元器件擺放在一起， 的元器件擺放在一起，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處。 局思想。 （4）電氣連接關(guān)系密切的元器件最好放置在一起。這就是模塊化的布局思想。 ）電氣連接關(guān)系密切的元器件最好放置在一起。這就是模塊化的布局思想 （5）對于易產(chǎn)生噪聲的元器件，例如時(shí)鐘發(fā)生器和晶振等高頻器件，在放置的時(shí)候應(yīng)當(dāng)盡量把它們 ）對于易產(chǎn)生噪聲的元器件，例如時(shí)鐘發(fā)生器和晶振等高頻器件， 的

17、時(shí)鐘輸入端。大電流電路和開關(guān)電路也容易產(chǎn)生噪聲， 放置在靠近 CPU 的時(shí)鐘輸入端。大電流電路和開關(guān)電路也容易產(chǎn)生噪聲，在布局的時(shí)候這些元器件 或模塊也應(yīng)該遠(yuǎn)離邏輯控制電路和存儲電路等高速信號電路， 或模塊也應(yīng)該遠(yuǎn)離邏輯控制電路和存儲電路等高速信號電路，如果可能的話，盡量采用控制板結(jié)合功 率板的方式，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性。 （6）在電源和芯片周圍盡量放置去耦電容和濾波電容。去耦電容和濾波電容的布置是改善電路板電 ）在電源和芯片周圍盡量放置去耦電容和濾波電容。 源質(zhì)量，提高抗干擾能力的一項(xiàng)重要措施。在實(shí)際應(yīng)用中，印制電路板的走線、引腳連線和接線都有 在實(shí)際應(yīng)用

18、中，印制電路板的走線、引腳連線和接線都有 在實(shí)際應(yīng)用中 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現(xiàn)高頻紋波和毛刺， 而在電源和地之間放置 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現(xiàn)高頻紋波和毛刺， 一個(gè) 0.1 F 的去耦電容 的去耦電容可以有效地濾除這些高頻紋波和毛刺。如果電路板上使用的是貼片電容，應(yīng)該 如果電路板上使用的是貼片電容， 如果電路板上使用的是貼片電容 將貼片電容緊靠元器件的電源引腳。 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，最好是布置一個(gè) 10 F 或 者更大的電容，以進(jìn)一步改善電源質(zhì)量。 （7）元器件的編號應(yīng)該緊靠元器件的邊框

19、布置，大小統(tǒng)一，方向整齊，不與元器件、過孔和焊盤重 ）元器件的編號應(yīng)該緊靠元器件的邊框布置，大小統(tǒng)一，方向整齊， 疊。元器件或接插件的第 1 引腳表示方向；正負(fù)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（ 變換器，線性變換電源和開關(guān)電源） 電源變換元器件（如 DC/DC 變換器，線性變換電源和開關(guān)電源）旁應(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等。 外圍留有足夠的焊接空間等。 11.2.2 元器件布線的一般原則 設(shè)計(jì)人員在電路板布線過程中需要遵循的一般原則如下。 （1）元器件印制走線的間距的設(shè)置原則。不同網(wǎng)絡(luò)之間的間距約束是由電氣絕緣、制作工藝和元件 ）

20、元器件印制走線的間距的設(shè)置原則。 大小等因素決定的。例如一個(gè)芯片元件的引腳間距是 8mil，則該芯片的【Clearance Constraint】就 不能設(shè)置為 10mil，設(shè)計(jì)人員需要給該芯片單獨(dú)設(shè)置一個(gè) 6mil 的設(shè)計(jì)規(guī)則。同時(shí)，間距的設(shè)置還要考 慮到生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力。 另外，影響元器件的一個(gè)重要因素是電氣絕緣，如果兩個(gè)元器件或網(wǎng)絡(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 所以當(dāng)同一塊電路板上既 有高壓電路又有低壓電路時(shí)，就需要特別注意足夠的安全間距。 有高壓電路又有低壓電路時(shí)，就需要特別注意

21、足夠的安全間距。 （2）線路拐角走線形式的選擇。為了讓電路板便于制造和美觀，在設(shè)計(jì)時(shí)需要設(shè)置線路的拐角模式， ）線路拐角走線形式的選擇。 可以選擇 45、90和圓弧。一般不采用尖銳的拐角，最好采用圓弧過渡或 45過渡，避免采用 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滑，避免出現(xiàn)小的尖腳，可以采用補(bǔ)淚滴的方法來解決。當(dāng)焊盤 之間的中心距離小于一個(gè)焊盤的外徑 D 時(shí)，導(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，則導(dǎo)線的寬度就不宜大于焊盤的直徑。 導(dǎo)線通過兩個(gè)焊盤之間而不與其連通的時(shí)候， 應(yīng)該與它們保持最大且相等的間距， 同樣導(dǎo)線和導(dǎo)線之 導(dǎo)線通過兩個(gè)焊

22、盤之間而不與其連通的時(shí)候， 應(yīng)該與它們保持最大且相等的間距， 間的間距也應(yīng)該均勻相等并保持最大。 間的間距也應(yīng)該均勻相等并保持最大。 （3）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 流過電 流越大，則走線應(yīng)該越寬。 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 流越大，則走線應(yīng)該越寬。一般電源線就應(yīng)該比信號線寬 電源線就應(yīng)該比信號線寬 化影響小），地線也應(yīng)該較寬 地線也應(yīng)該較寬。實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)印制導(dǎo)線的銅膜厚度為 0.05mm 時(shí)，印制導(dǎo)線的載流量 地線也應(yīng)該較寬 可以按照 20A/mm2 進(jìn)行計(jì)算，即 0.05mm 厚，1mm 寬的導(dǎo)線

23、可以流過 1A 的電流。所以對于一般的 對于一般的 的寬度就可以滿足要求了；高電壓 高電壓， 信號線來說 1030mil 的寬度就可以滿足要求了 高電壓，大電流的信號線線寬大于等于 40mil，線 線 間間距大于 30mil。為了保證導(dǎo)線的抗剝離強(qiáng)度和工作可靠性，在板面積和密度允許的范圍內(nèi)，應(yīng)該 采用盡可能寬的導(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，為了保證波形的穩(wěn)定，在電路板布線空間允許的情況下，盡量加粗，一般 情況下至少需要 50mil。 （4）印制導(dǎo)線的抗干擾和電磁屏蔽。導(dǎo)線上的干擾主要有導(dǎo)線之間引入的干擾、電源線引入的干擾 ）印制導(dǎo)線的抗干擾和電磁屏蔽。導(dǎo)線上的干

24、擾主要有導(dǎo)線之間引入的干擾、 和信號線之間的串?dāng)_等， 和信號線之間的串?dāng)_等，合理安排和布置走線及接地方式可以有效減少干擾源，使設(shè)計(jì)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(shí)鐘信號線，一方面其走線要盡量寬， 對于高頻或者其他一些重要的信號線，例如時(shí)鐘信號線，一方面其走線要盡量寬，另一方面可以采取 （就是用一條封閉的地線將信號線 包裹 起來， 包裹”起來 相當(dāng)于加一 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 起來， 層接地屏蔽層）。 層接地屏蔽層）。 對于模擬地和數(shù)字地要分開布線，不能混用。 對于模擬地和數(shù)字地要分開布線，不能混用

25、。如果需要最后將模擬地和數(shù)字地統(tǒng)一為一個(gè)電位，則通 常應(yīng)該采用一點(diǎn)接地的方式，也就是只選取一點(diǎn)將模擬地和數(shù)字地連接起來，防止構(gòu)成地線環(huán)路，造 成地電位偏移。 完成布線后，應(yīng)在頂層和底層沒有鋪設(shè)導(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 完成布線后，應(yīng)在頂層和底層沒有鋪設(shè)導(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 小地線阻抗，從而削弱地線中的高頻信號，同時(shí)大面積的接地可以對電磁干擾起抑制作用。 小地線阻抗，從而削弱地線中的高頻信號，同時(shí)大面積的接地可以對電磁干擾起抑制作用。 大面積的接地可以對電磁干擾起抑制作用 的寄生電容，對于高速電路來說尤其有害；同時(shí)，過多的過孔 電路

26、板中的一個(gè)過孔會(huì)帶來大約 10pF 的寄生電容，對于高速電路來說尤其有害 也會(huì)降低電路板的機(jī)械強(qiáng)度。所以在布線時(shí)，應(yīng)盡可能減少過孔的數(shù)量。另外，在使用穿透式的過孔 在布線時(shí)，應(yīng)盡可能減少過孔的數(shù)量 在布線時(shí) （通孔）時(shí)，通常使用焊盤來代替。這是因?yàn)樵陔娐钒逯谱鲿r(shí)，有可能因?yàn)榧庸さ脑驅(qū)е履承┐┩?式的過孔（通孔）沒有被打穿，而焊盤在加工時(shí)肯定能夠被打穿，這也相當(dāng)于給制作帶來了方便。 以上就是 PCB 板布局和布線的一般原則，但在實(shí)際操作中，元器件的布局和布線仍然是一項(xiàng)很靈活 的工作，元器件的布局方式和連線方式并不唯一，布局布線的結(jié)果很大程度上還是取決于設(shè)計(jì)人員的 經(jīng)驗(yàn)和思路。可以說，沒有一個(gè)標(biāo)

27、準(zhǔn)可以評判布局和布線方案的對與錯(cuò)，只能比較相對的優(yōu)和劣。所 以以上布局和布線原則僅作為設(shè)計(jì)參考，實(shí)踐才是評判優(yōu)劣的唯一標(biāo)準(zhǔn)。 11.2.3 多層 PCB 板布局和布線的特殊要求 相對于簡單的單層板和雙層板， 多層 PCB 板的布局和布線有其獨(dú)特的要求。 對于多層 PCB 板的布局， 歸納起來就是要合理安排使用不同電源和地類型元器件的布局。 其目的一是為了給后面的內(nèi)電層的分 割帶來便利，同時(shí)也可以有效地提高元器件之間的抗干擾能力。 所謂合理安排使用不同電源和地類型元器件的布局， 就是將使用相同電源等級和相同類型地的元器件 將使用相同電源等級和相同類型地的元器件 當(dāng)電路原理圖上有+3.3V、 、

28、+5V、 當(dāng)電路原理圖上有 、 ?5V、+15V、?15V 等多個(gè)電壓等級時(shí)， 、 、 等多個(gè)電壓等級時(shí)， 設(shè)計(jì)人員應(yīng)該將使用同一電壓等級的元 器件集中放置在電路板的某一個(gè)區(qū)域 盡量放在一起。 盡量放在一起。例如 。當(dāng)然 這個(gè)布局原則并不是布局的唯一標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還需要兼顧其他的布局原則（雙層板布局的一般原則）， 這就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際需求來綜合考慮各種因素，在滿足其他布局原則的基礎(chǔ)上，盡量將使用相 同電源等級和相同類型地的元器件放在一起。對于多層 PCB 板的布線，歸納起來就是一點(diǎn)：先走信 對于多層 板的布線，歸納起來就是一點(diǎn)： 號線，后走電源線 這是因?yàn)槎鄬影宓碾娫春偷赝ǔ６纪ㄟ^連接內(nèi)電層來

29、實(shí)現(xiàn) 這是因?yàn)槎鄬影宓碾娫春偷赝ǔ６纪ㄟ^連接內(nèi)電層來實(shí)現(xiàn)。 號線，后走電源線。這是因?yàn)槎鄬影宓碾娫春偷赝ǔ６纪ㄟ^連接內(nèi)電層來實(shí)現(xiàn)。這樣做的好處是可以 簡化信號層的走線， 簡化信號層的走線，并且通過內(nèi)電層這種大面積銅膜連接的方式來有效降低接地阻抗和電源等效內(nèi) 阻，提高電路的抗干擾能力；同時(shí)，大面積銅膜所允許通過的最大電流也加大了。 提高電路的抗干擾能力；同時(shí)，大面積銅膜所允許通過的最大電流也加大了。 一般情況下，設(shè)計(jì)人員需要首先合理安排使用不同電源和地類型元器件的布局，同時(shí)兼顧其他布局原 則，然后按照前面章節(jié)所介紹的方法對元器件進(jìn)行布線（只布信號線），完成后分割內(nèi)電層，確定內(nèi) 電層各部分的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)

30、號，最后通過內(nèi)電層和信號層上的過孔和焊盤來進(jìn)行連接。焊盤和過孔在通過內(nèi) 電層時(shí)，與其具有相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的焊盤或過孔會(huì)通過一些未被腐蝕的銅膜連接到內(nèi)電層，而不屬于該 網(wǎng)絡(luò)的焊盤周圍的銅膜會(huì)被完全腐蝕掉，也就是說不會(huì)與該內(nèi)電層導(dǎo)通。 11.3 中間層創(chuàng)建與設(shè)置 中間層，就是在 PCB 板頂層和底層之間的層，其結(jié)構(gòu)參見圖 1-1，讀者可以參考圖中的標(biāo)注進(jìn)行理 解。那中間層在制作過程中是如何實(shí)現(xiàn)的呢？簡單地說多層板就是將多個(gè)單層板和雙層板壓制而成， 中間層就是原先單層板和雙層板的頂層或底層。在 PCB 板的制作過程中，首先需要在一塊基底材料 （一般采用合成樹脂材料）的兩面敷上銅膜，然后通過光繪等工藝將圖

31、紙中的導(dǎo)線連接關(guān)系轉(zhuǎn)換到印 制板的板材上（對圖紙中的印制導(dǎo)線、焊盤和過孔覆膜加以保護(hù)，防止這些部分的銅膜在接下來的腐 蝕工藝中被腐蝕），再通過化學(xué)腐蝕的方式（以 FeCl3 或 H2O2 為主要成分的腐蝕液）將沒有覆膜 保護(hù)部分的銅膜腐蝕掉，最后完成鉆孔，印制絲印層等后期處理工作，這樣一塊 PCB 板就基本制作 完成了。同理，多層 PCB 板就是在多個(gè)板層完成后再采取壓制工藝將其壓制成一塊電路板，而且為 了減少成本和過孔干擾， 多層 PCB 板往往并不比雙層板和單層板厚多少， 這就使得組成多層 PCB 板 的板層相對于普通的雙層板和單層板往往厚度更小，機(jī)械強(qiáng)度更低，導(dǎo)致對加工的要求更高。所以多

32、 層 PCB 板的制作費(fèi)用相對于普通的雙層板和單層板就要昂貴許多。 但由于中間層的存在，多層板的布線變得更加容易，這也是選用多層板的主要目的。然而在實(shí)際應(yīng)用 中，多層 PCB 板對手工布線提出了更高的要求，使得設(shè)計(jì)人員需要更多地得到 EDA 軟件的幫助；同 時(shí)中間層的存在使得電源和信號可以在不同的板層中傳輸，信號的隔離和抗干擾性能會(huì)更好，而且大 面積的敷銅連接電源和地網(wǎng)絡(luò)可以有效地降低線路阻抗， 減小因?yàn)楣餐拥卦斐傻牡仉娢黄啤?因此， 采用多層板結(jié)構(gòu)的 PCB 板通常比普通的雙層板和單層板有更好的抗干擾性能。 11.3.1 中間層的創(chuàng)建 Protel 系統(tǒng)中提供了專門的層設(shè)置和管理工具La

33、yer Stack Manager（層堆棧管理器）。這個(gè)工具 可以幫助設(shè)計(jì)者添加、修改和刪除工作層，并對層的屬性進(jìn)行定義和修改。選擇【Design】/【Layer Stack Manager】命令，彈出如圖 11-2 所示的層堆棧管理器屬性設(shè)置對話框。 上圖所示的是一個(gè) 4 層 PCB 板的層堆棧管理器界面。除了頂層（TopLayer）和底層（BottomLayer） 外，還有兩個(gè)內(nèi)部電源層（Power）和接地層（GND），這些層的位置在圖中都有清晰的顯示。雙擊 層的名稱或者單擊 Properties 按鈕可以彈出層屬性設(shè)置對話框，如圖 11-3 所示。 在該對話框中有 3 個(gè)選項(xiàng)可以設(shè)置。

34、（1）Name：用于指定該層的名稱。 （2）Copper thickness：指定該層的銅膜厚度，默認(rèn)值為 1.4mil。銅膜越厚則相同寬度的導(dǎo)線所能承 受的載流量越大。 （3）Net name：在下拉列表中指定該層所連接的網(wǎng)絡(luò)。本選項(xiàng)只能用于設(shè)置內(nèi)電層，信號層沒有該 選項(xiàng)。如果該內(nèi)電層只有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)例如“+5V”，那么可以在此處指定網(wǎng)絡(luò)名稱；但是如果內(nèi)電層需要 被分割為幾個(gè)不同的區(qū)域，那么就不要在此處指定網(wǎng)絡(luò)名稱。 在層間還有絕緣材質(zhì)作為電路板的載體或者用于電氣隔離。其中 Core 和 Prepreg 都是絕緣材料，但 是 Core 是板材的雙面都有銅膜和連線存在，而 Prepreg 只是用于

35、層間隔離的絕緣物質(zhì)。兩者的屬性 設(shè)置對話框相同，雙擊 Core 或 Prepreg，或者選擇絕緣材料后單擊 Properties 按鈕可以彈出絕緣層 屬性設(shè)置對話框。如圖 11-4 所示。 絕緣層的厚度和層間耐壓、信號耦合等因素有關(guān)，在前面的層數(shù)選擇和疊加原則中已經(jīng)介紹過。如果 沒有特殊的要求，一般選擇默認(rèn)值。 除了“Core”和“Prepreg”兩種絕緣層外，在電路板的頂層和底層通常也會(huì)有絕緣層。點(diǎn)擊圖 11-2 左上 角的 Top Dielectric（頂層絕緣層）或 Bottom Dielectric（底層絕緣層）前的選擇框選擇是否顯示絕緣 層，單擊旁邊的按鈕可以設(shè)置絕緣層的屬性。 在頂

36、層和底層絕緣層設(shè)置的選項(xiàng)下面有一個(gè)層疊模式選擇下拉列表，可以選擇不同的層疊模式： LayerPairs（層成對）、Internal Layer Pairs（內(nèi)電層成對）和 Build-up（疊壓）。在前面講過，多 層板實(shí)際上是由多個(gè)雙層板或單層板壓制而成的，選擇不同的模式，則表示在實(shí)際制作中采用不同壓 制方法，所以如圖 11-5 所示的“Core”和“Prepreg”的位置也不同。例如，層成對模式就是兩個(gè)雙層板 夾一個(gè)絕緣層 （Prepreg）內(nèi)電層成對模式就是兩個(gè)單層板夾一個(gè)雙層板。 ， 通常采用默認(rèn)的 Layer Pairs （層成對）模式。 在圖 11-2 所示的層堆棧管理器屬性設(shè)置對話

37、框右側(cè)有一列層操作按鈕，各個(gè)按鈕的功能如下。 （1）Add Layer：添加中間信號層。例如，需要在 GND 和 Power 之間添加一個(gè)高速信號層，則應(yīng)該 首先選擇 GND 層，如圖 11-6 所示。單擊 Add Layer 按鈕，則會(huì)在 GND 層下添加一個(gè)信號層，如圖 11-7 所示，其默認(rèn)名稱為 MidLayer1，MidLayer2，?，依此類推。雙擊層的名稱或者點(diǎn)擊 Properties 按鈕可以設(shè)置該層屬性。 （2）Add Plane：添加內(nèi)電層。添加方法與添加中間信號層相同。先選擇需要添加的內(nèi)電層的位置， 然后單擊該按鈕，則在指定層的下方添加內(nèi)電層，其默認(rèn)名稱為 Interna

38、l Plane1，InternalPlane2，?， 依此類推。雙擊層的名稱或者點(diǎn)擊 Properties 按鈕可以設(shè)置該層屬性。 （3）Delete：刪除某個(gè)層。除了頂層和底層不能被刪除，其他信號層和內(nèi)電層均能夠被刪除，但是 已經(jīng)布線的中間信號層和已經(jīng)被分割的內(nèi)電層不能被刪除。選擇需要?jiǎng)h除的層，單擊該按鈕，彈出如 圖 11-8 所示的對話框，單擊 Yes 按鈕則該層就被刪除。 （4）Move Up：上移一個(gè)層。選擇需要上移的層（可以是信號層，也可以是內(nèi)電層），單擊該按鈕， 則該層會(huì)上移一層，但不會(huì)超過頂層。 （5）Move Down：下移一個(gè)層。與 Move Up 按鈕相似，單擊該按鈕，則該

39、層會(huì)下移一層，但不會(huì) 超過底層。 （6）Properties：屬性按鈕。單擊該按鈕，彈出類似圖 11-3 所示的層屬性設(shè)置對話框。 11.3.2 中間層的設(shè)置 完成層堆棧管理器的相關(guān)設(shè)置后，單擊 OK 按鈕，退出層堆棧管理器，就可以在 PCB 編輯界面中進(jìn) 行相關(guān)的操作。在對中間層進(jìn)行操作時(shí)，需要首先設(shè)置中間層在 PCB 編輯界面中是否顯示。選擇 【Design】/【Options】命令，彈出如圖 11-9 所示的選項(xiàng)設(shè)置對話框，在 Internal planes 下方的 內(nèi)電層選項(xiàng)上打勾，顯示內(nèi)電層。 在完成設(shè)置后，就可以在 PCB 編輯環(huán)境的下方看到顯示的層了，如圖 11-10 所示。用鼠

40、標(biāo)單擊電路 板板層標(biāo)簽即可切換不同的層以進(jìn)行操作。如果不習(xí)慣系統(tǒng)默認(rèn)的顏色，可以選擇【Tools】/ 【Preferences】命令下的 Colors 選項(xiàng)自定義各層的顏色，相關(guān)內(nèi)容在第 8 章已有介紹，供讀者參 考。 11.4 內(nèi)電層設(shè)計(jì) 多層板相對于普通雙層板和單層板的一個(gè)非常重要的優(yōu)勢就是信號線和電源可以分布在不同的板層 上，提高信號的隔離程度和抗干擾性能。內(nèi)電層為一銅膜層，該銅膜被分割為幾個(gè)相互隔離的區(qū)域， 每個(gè)區(qū)域的銅膜通過過孔與特定的電源或地線相連，從而簡化電源和地網(wǎng)絡(luò)的走線，同時(shí)可以有效減 小電源內(nèi)阻。 11.4.1 內(nèi)電層設(shè)計(jì)相關(guān)設(shè)置 內(nèi)電層通常為整片銅膜， 與該銅膜具有相同網(wǎng)

41、絡(luò)名稱的焊盤在通過內(nèi)電層的時(shí)候系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將其與銅 膜連接起來。焊盤/過孔與內(nèi)電層的連接形式以及銅膜和其他不屬于該網(wǎng)絡(luò)的焊盤的安全間距都可以 在 Power Plane Clearance 選項(xiàng)中設(shè)置。選擇【Design】/【Rules】命令，單擊 Manufacturing 選 項(xiàng)，其中的 Power Plane Clearance 和 Power Plane Connect Style 選項(xiàng)與內(nèi)電層相關(guān)，其內(nèi)容介紹 如下。 1Power Plane Clearance 該規(guī)則用于設(shè)置內(nèi)電層安全間距， 主要指與該內(nèi)電層沒有網(wǎng)絡(luò)連接的焊盤和過孔與該內(nèi)電層的安全間 距，如圖 11-11 所示。在制

42、造的時(shí)候，與該內(nèi)電層沒有網(wǎng)絡(luò)連接的焊盤在通過內(nèi)電層時(shí)其周圍的銅膜 就會(huì)被腐蝕掉，腐蝕的圓環(huán)的尺寸即為該約束中設(shè)置的數(shù)值。 2Power Plane Connect Style 該規(guī)則用于設(shè)置焊盤與內(nèi)電層的形式。 主要指與該內(nèi)電層有網(wǎng)絡(luò)連接的焊盤和過孔與該內(nèi)電層連接時(shí) 的形式。如圖 11-12 所示。 單擊 Properties（屬性）按鈕，彈出其規(guī)則設(shè)置對話框，如圖 11-13 所示。對話框左側(cè)為規(guī)則的適用 范圍，在右側(cè)的 Rule Attributes 下拉列表中可以選擇連接方式：Relief Connect、Direct Connect 和 No connect。Direct Connec

43、t 即直接連接，焊盤在通過內(nèi)電層的時(shí)候不把周圍的銅膜腐蝕掉，焊盤和 內(nèi)電層銅膜直接連接；No connect 指沒有連接，即與該銅膜網(wǎng)絡(luò)同名的焊盤不會(huì)被連接到內(nèi)電層； 設(shè)計(jì)人員一般采用系統(tǒng)默認(rèn)的 Relief Connect 連接形式，該規(guī)則的設(shè)置對話框如圖 11-13 所示。 這種焊盤連接形式通過導(dǎo)體擴(kuò)展和絕緣間隙與內(nèi)電層保持連接， 其中在 Conductor Width 選項(xiàng)中設(shè)置 導(dǎo)體出口的寬度；Conductors 選項(xiàng)中選擇導(dǎo)體出口的數(shù)目，可以選擇 2 個(gè)或 4 個(gè)；Expansion 選項(xiàng) 中設(shè)置導(dǎo)體擴(kuò)展部分的寬度；Air-Gap 選項(xiàng)中設(shè)置絕緣間隙的寬度。 11.4.2 內(nèi)電層分

44、割方法 在本章的前幾節(jié)已經(jīng)介紹了多層板的層疊結(jié)構(gòu)的選擇，內(nèi)電層的建立和相關(guān)的設(shè)置，在本小節(jié)中將主 要介紹多層板內(nèi)電層的分割方法和步驟，供讀者參考。 （1）在分割內(nèi)電層之前，首先需要定義一個(gè)內(nèi)電層，這在前面的章節(jié)中已經(jīng)有了介紹，本處不再贅 述。選擇【Design】/【Split Planes】命令，彈出如圖 11-14 所示的內(nèi)電層分割對話框。該對話框 中的 Current split planes 欄中指內(nèi)電層已經(jīng)分割的區(qū)域。 在本例中， 內(nèi)電層尚未被分割， 所以圖 11-14 所示的 Current split planes 欄為空白。Current split planes 欄下的 Add

45、、Edit、Delete 按鈕分別用于 添加新的電源區(qū)域， 編輯選中的網(wǎng)絡(luò)和刪除選中的網(wǎng)絡(luò)。 按鈕下方的 Show Selected Split Plane View 選項(xiàng)用于設(shè)置是否顯示當(dāng)前選擇的內(nèi)電層分割區(qū)域的示意圖。如果選擇該選項(xiàng)，則在其下方的框中將 顯示內(nèi)電層中該區(qū)域所劃分網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的縮略圖，其中與該內(nèi)電層網(wǎng)絡(luò)同名的引腳、焊盤或連線將在縮 略圖中高亮顯示，不選擇該選項(xiàng)則不會(huì)高亮顯示。Show Net For 選項(xiàng)，選擇該選項(xiàng)，如果定義內(nèi)電 層的時(shí)候已經(jīng)給該內(nèi)電層指定了網(wǎng)絡(luò)，則在該選項(xiàng)上方的方框中顯示與該網(wǎng)絡(luò)同名的連線和引腳情 況。 （2）單擊 Add 按鈕，彈出如圖 11-15 所示的內(nèi)

46、電層分割設(shè)置對話框。 在如圖 11-15 所示的對話框中，Track Width 用于設(shè)置繪制邊框時(shí)的線寬，同時(shí)也是同一內(nèi)電層上不 同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的絕緣間距，所以通常將 Track Width 設(shè)置的比較大。建議讀者在輸入數(shù)值時(shí)也要輸 入單位。如果在該處只輸入數(shù)字，不輸入單位，那么系統(tǒng)將默認(rèn)使用當(dāng)前 PCB 編輯器中的單位。 Layer 選項(xiàng)用于設(shè)置指定分割的內(nèi)電層，此處可以選擇 Power 和 GND 內(nèi)電層。本例中有多種電壓等 級存在，所以需要分割 Power 內(nèi)電層來為元器件提供不同等級的電壓。 Connect to Net 選項(xiàng)用于指定被劃分的區(qū)域所連接的網(wǎng)絡(luò)。通常內(nèi)電層用于電源和地網(wǎng)

47、絡(luò)的布置，但 是在 Connect to Net 下拉列表中可以看到，可以將內(nèi)層的整片網(wǎng)絡(luò)連接到信號網(wǎng)絡(luò)，用于信號傳輸， 只是一般設(shè)計(jì)者不這樣處理。信號所要求的信號電壓和電流弱，對導(dǎo)線要求小，而電源電流大，需要 更小的等效內(nèi)阻。所以一般信號在信號層走線，內(nèi)電層專用于電源和地網(wǎng)絡(luò)連線。 （3）單擊圖 11-15 內(nèi)電層分割設(shè)置對話框中的 OK 按鈕，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)區(qū)域邊框繪制狀態(tài)。在繪制內(nèi)電 層邊框時(shí)， 用戶一般將其他層面的信息隱藏起來， 只顯示當(dāng)前所編輯的內(nèi)電層， 方便進(jìn)行邊框的繪制。 選擇【Tools】/【Preferences】命令，彈出如圖 11-16 所示的對話框。選擇 Display 選項(xiàng)

48、，再選擇 Single Layer Mode 復(fù)選框，如圖 11-16 所示。這樣，除了當(dāng)前工作層 Power 之外，其余層都被隱藏 起來了，顯示效果如圖 11-17 所示。 在分割內(nèi)電層時(shí)，因?yàn)榉指畹膮^(qū)域?qū)⑺性摼W(wǎng)絡(luò)的引腳和焊盤都包含在內(nèi)，所以用戶通常需要知道與 該電源網(wǎng)絡(luò)同名的引腳和焊盤的分布情況，以便進(jìn)行分割。在左側(cè) Browse PCB 工具中選擇 VCC 網(wǎng) 絡(luò)（如圖 11-18 所示），單擊 Select 按鈕將該網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)亮選取。 圖 11-19 所示為將 VCC 網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)亮選取后，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號為 VCC 的焊盤和引腳與其他網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的焊盤和 引腳的對比。選擇了這些同名的網(wǎng)絡(luò)焊盤后，在繪制邊

49、界的時(shí)候就可以將這些焊盤都包含到劃分的區(qū) 域中去。此時(shí)這些電源網(wǎng)絡(luò)就可以不通過信號層連線而是直接通過焊盤連接到內(nèi)電層。 （4）繪制內(nèi)電層分割區(qū)域。 選擇【Design】/【Split Planes】命令，彈出如圖 11-14 所示的內(nèi)電層分割對話框，單擊 Add 按鈕， 彈出如圖 11-15 所示的內(nèi)電層分割設(shè)置對話框。首先選擇 12V 網(wǎng)絡(luò)，單擊 OK 按鈕，光標(biāo)變?yōu)槭?狀，此時(shí)就可以在內(nèi)電層開始分割工作了。 在繪制邊框邊界線時(shí)，可以按“Shift+空格鍵”來改變走線的拐角形狀，也可以按 Tab 鍵來改變內(nèi)電層 的屬性。在繪制完一個(gè)封閉的區(qū)域后（起點(diǎn)和終點(diǎn)重合），系統(tǒng)自動(dòng)彈出如圖 11-2

50、0 所示的內(nèi)電層分 割對話框， 在該對話框中可以看到一個(gè)已經(jīng)被分割的區(qū)域，在 PCB 編輯界面中顯示如圖 11-21 所示。 在添加完內(nèi)電層后， 放大某個(gè) 12V 焊盤， 可以看到該焊盤沒有與導(dǎo)線相連接 （如圖 11-22 （a） 所示） ， 但是在焊盤上出現(xiàn)了一個(gè)“+”字標(biāo)識，表示該焊盤已經(jīng)和內(nèi)電層連接。 將當(dāng)前工作層切換到 Power 層，可以看到該焊盤在內(nèi)電層的連接狀態(tài)。由于內(nèi)電層通常是整片銅膜， 所以圖 11-22（b）中焊盤周圍所示部分將在制作過程中被腐蝕掉，可見 GND 和該內(nèi)電層是絕緣的。 在內(nèi)電層添加了 12V 區(qū)域后，還可以根據(jù)實(shí)際需要添加別的網(wǎng)絡(luò)，就是說將整個(gè) Power

51、內(nèi)電層分割 為幾個(gè)不同的相互隔離的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域連接不同的電源網(wǎng)絡(luò)。最后完成效果如圖 11-23 所示。 在完成內(nèi)電層的分割之后，可以在如圖 11-20 所示的對話框中編輯和刪除已放置的內(nèi)電層網(wǎng)絡(luò)。單擊 Edit 按鈕可以彈出如圖 11-15 所示的內(nèi)電層屬性對話框，在該對話框中可以修改邊界線寬、內(nèi)電層層 面和連接的網(wǎng)絡(luò)，但不能修改邊界的形狀。如果對邊界的走向和形狀不滿意，則只能單擊 Delete 按 鈕，重新繪制邊界；或者選擇【Edit】/【Move】/【Split Plane Vertices】命令來修改內(nèi)電層邊界線， 此時(shí)可以通過移動(dòng)邊界上的控點(diǎn)來改變邊界的形狀，如圖 11-24 所示。

52、完成后在彈出的確認(rèn)對話框中 單擊 Yes 按鈕即可完成重繪。 在內(nèi)電層添加了 12V 區(qū)域后，還可以根據(jù)實(shí)際需要添加別的網(wǎng)絡(luò)，就是說將整個(gè) Power 內(nèi)電層分割 為幾個(gè)不同的相互隔離的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域連接不同的電源網(wǎng)絡(luò)。最后完成效果如圖 11-23 所示。 在完成內(nèi)電層的分割之后，可以在如圖 11-20 所示的對話框中編輯和刪除已放置的內(nèi)電層網(wǎng)絡(luò)。單擊 Edit 按鈕可以彈出如圖 11-15 所示的內(nèi)電層屬性對話框，在該對話框中可以修改邊界線寬、內(nèi)電層層 面和連接的網(wǎng)絡(luò)，但不能修改邊界的形狀。如果對邊界的走向和形狀不滿意，則只能單擊 Delete 按 鈕，重新繪制邊界；或者選擇【Edit】/【

53、Move】/【Split Plane Vertices】命令來修改內(nèi)電層邊界線， 此時(shí)可以通過移動(dòng)邊界上的控點(diǎn)來改變邊界的形狀，如圖 11-24 所示。完成后在彈出的確認(rèn)對話框中 單擊 Yes 按鈕即可完成重繪。 出現(xiàn)問題。所以在 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)要盡量保證邊界不通過具有相同網(wǎng)絡(luò)名稱的焊盤。 （3）在繪制內(nèi)電層邊界時(shí)，如果由于客觀原因無法將同一網(wǎng)絡(luò)的所有焊盤都包含在內(nèi)，那么也可以 通過信號層走線的方式將這些焊盤連接起來。但是在多層板的實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該盡量避免這種情況的 出現(xiàn)。因?yàn)槿绻捎眯盘枌幼呔€的方式將這些焊盤與內(nèi)電層連接，就相當(dāng)于將一個(gè)較大的電阻（信號 層走線電阻）和較小的電阻（內(nèi)電層銅膜電

54、阻）串聯(lián)，而采用多層板的重要優(yōu)勢就在于通過大面積銅 膜連接電源和地的方式來有效減小線路阻抗，減小 PCB 接地電阻導(dǎo)致的地電位偏移，提高抗干擾性 能。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量避免通過導(dǎo)線連接電源網(wǎng)絡(luò)。 （4）將地網(wǎng)絡(luò)和電源網(wǎng)絡(luò)分布在不同的內(nèi)電層層面中，以起到較好的電氣隔離和抗干擾的效果。 （5）對于貼片式元器件，可以在引腳處放置焊盤或過孔來連接到內(nèi)電層，也可以從引腳處引出一段 很短的導(dǎo)線（引線應(yīng)該盡量粗短，以減小線路阻抗），并且在導(dǎo)線的末端放置焊盤和過孔來連接，如 圖 11-27 所示。 （6） 關(guān)于去耦電容的放置。 前面提到在芯片的附近應(yīng)該放置 0.01F 的去耦電容， 對于電源類的芯片，

55、 還應(yīng)該放置 10 F 或者更大的濾波電容來濾除電路中的高頻干擾和紋波，并用盡可能短的導(dǎo)線連接到 芯片的引腳上，再通過焊盤連接到內(nèi)電層。 （7）如果不需要分割內(nèi)電層，那么在內(nèi)電層的屬性對話框中直接選擇連接到網(wǎng)絡(luò)就可以了，不再需 要內(nèi)電層分割工具。 11.5 多層板設(shè)計(jì)原則匯總 在本章及前面幾章的介紹中，我們已經(jīng)強(qiáng)調(diào)了一些關(guān)于 PCB 設(shè)計(jì)所需要遵循的原則，在這里我們將 這些原則做一匯總，以供讀者在設(shè)計(jì)時(shí)參考，也可以作為設(shè)計(jì)完成后檢查時(shí)參考的依據(jù)。 1PCB 元器件庫的要求 （1）PCB 板上所使用的元器件的封裝必須正確，包括元器件引腳的大小尺寸、引腳的間距、引腳的 編號、邊框的大小和方向表示等

56、。 （2）極性元器件（電解電容、二極管、三極管等）正負(fù)極或引腳編號應(yīng)該在 PCB 元器件庫中和 PCB 板上標(biāo)出。 （3）PCB 庫中元器件的引腳編號和原理圖元器件的引腳編號應(yīng)當(dāng)一致，例如在前面章節(jié)中介紹了二 極管 PCB 庫元器件中的引腳編號和原理圖庫中引腳編號不一致的問題。 （4）需要使用散熱片的元器件在繪制元器件封裝時(shí)應(yīng)當(dāng)將散熱片尺寸考慮在內(nèi)，可以將元器件和散 熱片一并繪制成為整體封裝的形式。 （5）元器件的引腳和焊盤的內(nèi)徑要匹配，焊盤的內(nèi)徑要略大于元器件的引腳尺寸，以便安裝。 2PCB 元件布局的要求 （1）元器件布置均勻，同一功能模塊的元器件應(yīng)該盡量靠近布置。 （2）使用同一類型電源

57、和地網(wǎng)絡(luò)的元器件盡量布置在一起，有利于通過內(nèi)電層完成相互之間的電氣 連 接。 （3）接口元器件應(yīng)該靠邊放置，并用字符串注明接口類型，接線引出的方向通常應(yīng)該離開電路板。 （4）電源變換元器件（如變壓器、DC/DC 變換器、三端穩(wěn)壓管等）應(yīng)該留有足夠的散熱空間。 （5）元器件的引腳或參考點(diǎn)應(yīng)放置在格點(diǎn)上，有利于布線和美觀。 （6）濾波電容可以放置在芯片的背面，靠近芯片的電源和地引腳。 （7）元器件的第一引腳或者標(biāo)識方向的標(biāo)志應(yīng)該在 PCB 上標(biāo)明，不能被元器件覆蓋。 （8）元器件的標(biāo)號應(yīng)該緊靠元器件邊框，大小統(tǒng)一，方向整齊，不與焊盤和過孔重疊，不能放置在 元 器件安裝后被覆蓋的區(qū)域。 3PCB 布線要求 （1）不同電壓等級電源應(yīng)該隔離，電源走線不應(yīng)交叉。 （2）走線采用 45拐角或圓弧拐角，不允許有尖角形式的拐角。 （3）PCB 走線直接連接到焊盤的中心，與焊盤連接的導(dǎo)線寬度不允許超過焊盤外徑的大小。 （4）高頻信號線的線寬不小于 20mil，外部用地線環(huán)繞，與其他地線隔離。 （5）干擾源（DC/DC 變換器、晶振、變壓器等）底部不要布線，以免干擾。 （6）盡可能加粗電源線和地線，在空間允