多層電路板的設(shè)計(jì)步驟

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 多層電路板的設(shè)計(jì)步驟 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，以便開展分割。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)號的焊盤和引腳的比照。 選擇了這些同名的網(wǎng)絡(luò)焊盤后，在繪制邊界的時(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/

2、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譅?，此時(shí)就可以在內(nèi)電層開始分割工作了。 在繪制邊框邊界限時(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11-20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

3、個(gè)“+”字標(biāo)識(shí)，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)。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限寬、內(nèi)電層層

4、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/命令來修改內(nèi)電層邊界限，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。完成后在彈出確實(shí)認(rèn)對話框中單擊Yes按鈕即可完成重繪。 11.4.3 內(nèi)電層分割基本原則 在完成內(nèi)電層的分割之后，本節(jié)再介紹幾個(gè)在內(nèi)電層分割時(shí)需要注意的問題。 （1）在同一個(gè)內(nèi)電層中繪制不同的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域邊界時(shí)，這些區(qū)域的邊界限可以相互重合，這也是通常采用的方法。因?yàn)樵赑CB板的制作過程中，邊界是銅膜需要被腐蝕的部分，也就是說，一條絕緣間隙將不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的銅膜給分割開來了，如圖11-25所示

5、。這樣既能充分利用內(nèi)電層的銅膜區(qū)域，也不會(huì)造成電氣隔離沖突。 （2）在繪制邊界時(shí)，盡量不要讓邊界限通過所要連接到的區(qū)域的焊盤，如圖11-26所示。由于邊界是在PCB板的制作過程中需要被腐蝕的銅膜部分，有可能出現(xiàn)因?yàn)橹谱鞴に嚨脑驅(qū)е潞副P與內(nèi)電層連接出現(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)該盡量防止這種情況的出現(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

6、較小的電阻（內(nèi)電層銅膜電阻）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)該盡量防止通過導(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，

7、還應(yīng)該放置10mF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)。 1.PCB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。 （2）極性元器件

8、（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 。 2.PCB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）使用同一類型電源和地網(wǎng)絡(luò)的元器件盡量布置在一起，有利

9、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反面，靠近芯片的電源和地引腳。 （7）元器件的引腳或者標(biāo)識(shí)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。 3.PCB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

10、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，在空間允許的情況下，電源線的寬度不小于50mil。 （7）低電壓、低電流信號線寬930mil，空間允許的情況下盡可能加粗。 （8）信號線之間的間距應(yīng)該大于10mil，電源線之間間距應(yīng)該大于20mil。 （9）大電流信號線線寬應(yīng)該大于40mil，間距應(yīng)該大于30mil。

11、（10）過孔尺寸優(yōu)選外徑40mil，內(nèi)徑28mil。在頂層和底層之間用導(dǎo)線連接時(shí)，優(yōu)選焊盤。 （11）不允許在內(nèi)電層上布置信號線。 （12）內(nèi)電層不同區(qū)域之間的間隔寬度不小于40mil。 （13）在繪制邊界時(shí)，盡量不要讓邊界限通過所要連接到的區(qū)域的焊盤。 （14）在頂層和底層鋪設(shè)敷銅，建議設(shè)置線寬值大于網(wǎng)格寬度，完全覆蓋空余空間，且不留有死銅，同時(shí)與其他線路保持30mil（0.762mm）以上間距（可以在敷銅前設(shè)置安全間距，敷銅完畢后改回原有安全間距值）。 （15）在布線完畢后對焊盤作淚滴處理。 （16）金屬殼器件和模塊外部接地。 （17）放置安裝用和焊接用焊盤。 （18）DRC檢查無誤。 4.PCB分層的要求 （1）電源平面應(yīng)該靠近地平面，與地平面有嚴(yán)密耦合，并且安排在地平面之下。 （2）信號層應(yīng)該與內(nèi)電層相鄰，不應(yīng)直接與其他信號層相鄰。 （3）將數(shù)字電路和模擬電路隔離。如果條件允許，將模擬信號線和數(shù)字信號線分層布置，并采用屏蔽措施；如果需要在同一信號層布置，則需要采用隔離帶、地線條的方式減小干擾；模擬電