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PCB設(shè)計(jì)工程師在完成預(yù)布局后，重點(diǎn)需要對板子布線瓶頸處進(jìn)行分析，再結(jié)合pcb設(shè)計(jì)軟件關(guān)于布線要求來確定布線層數(shù)，綜合單板的性能指標(biāo)要求與成本承受能力，確定單板的電源、地的層數(shù)以及它們與信號層的相對排布位置。
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✪ 正文 ✪* e3 I4 a$ }5 u8 A
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本節(jié)主要介紹PCB層疊設(shè)計(jì)方法：PCB設(shè)計(jì)軟件CrossSection界面、PCB層疊設(shè)計(jì)的基本原則。
8 _4 Z' ?( m: M+ r+ r5 R. D0 F- J. D) w8 x# r3 {
一、Cross Section 界面介紹
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4 T% {5 A- T* B0 k' f' vallegro提供了一個(gè)集成、方便、強(qiáng)大的層疊設(shè)計(jì)與阻抗計(jì)算控制的工具，叫做Cross Section。如下圖所示，可以非常直觀地進(jìn)行材料選擇，參數(shù)確定，然后得到最終阻抗結(jié)果。
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9 U- }5 u) ^7 \1 r. C其中各選項(xiàng)的含義：
& E% q$ w7 j5 u' O9 A+ j1.Type：選擇各層的類型：電導(dǎo)、介質(zhì)、平面
' X; |1 y. [/ n6 o5 I2. Material：材料，常用為 FR-4
' A9 F; s0 p, N6 ?3. Thickness：每一層的厚度9 Z4 g- T4 W+ M. N
4. Conductivity：電導(dǎo)率- E* F, O) m+ w' x7 I* e
5. Dielectric Constant：介電常數(shù)! d' c$ p$ Z3 U3 F. M
6. Loss Tangent：損耗角
" E8 l1 I+ [5 |9 `6 | J7. Negative Artwork
$ ?" x6 z, e) B8 G( k W/ m8. Shield：參考平面
% i" c$ a; q4 n* ` X5 p二、層疊設(shè)計(jì)的基本原則( J! L: e9 ^: K5 ~+ [/ c7 o& W7 Y
2 c+ z- L) w6 C) F |1 q考慮到信號質(zhì)量控制因素，PCB層疊設(shè)置的一般原則如下：
. o9 k& d+ g6 B' K 4 t5 k: d8 W# J- X, c" [9 E) X
1、元件面相鄰的第二層為地平面，提供器件屏蔽層以及頂層布線提供參考平面。
/ f5 m! A& @( N R% m2、所有信號層盡可能與地平面相鄰，以保證完整的回流通道。
3 _7 p+ ?4 h/ Q. e6 O* N p8 C3、盡量避免兩層信號層直接相鄰，以減少串?dāng)_。1 a; L- W( Z" a- u8 `% w5 z/ B
4、主電源盡可能與其對應(yīng)地相鄰，構(gòu)成平面電容，降低電源平面阻抗。
0 p+ L4 r/ s. V% V7 T6 B5、兼顧層壓結(jié)構(gòu)對稱，利于制版生產(chǎn)時(shí)的翹曲控制。
7 w9 [9 D! l+ A1 ]$ Y" l8 x U5 [& w, h' H+ [/ I
以上為層疊設(shè)計(jì)的常規(guī)原則，在實(shí)際開展層疊設(shè)計(jì)時(shí)，電路板設(shè)計(jì)師可以通過增加相鄰布線層的間距，縮小對應(yīng)布線層到參考平面的間距，進(jìn)而控制層間布線串?dāng)_率的前提下，可以使用兩信號層直接相鄰。對于比較注重成本的消費(fèi)類產(chǎn)品，可以弱化電源與地平面相鄰降低平面阻抗的方式，從而盡可能減少布線層，降低PCB成本。當(dāng)然，這樣做的代價(jià)是存在信號質(zhì)量設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的。9 R% {3 {- b8 i* `* J
9 A' H) A+ H- W對于背板（Backplane或midplane）的層疊設(shè)計(jì)，鑒于常見背板很難做到相鄰走線互相垂直不可避免地出現(xiàn)平行長距離布線。對于高速背板，一般層疊原則如下：& }0 i+ k! I, @( _$ x$ ^
' v: P( J" x) z0 E1、Top面、Bottom面為完整的地平面，構(gòu)成屏蔽腔體。1 i$ Q, x7 { }5 p( t+ P
2、無相鄰層平行布線，以減少串?dāng)_，或者相鄰布線層間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于參考平面間距。
g6 b. w* F) t* z# T. D3、所有信號層盡可能與地平面相鄰，以保證完整的回流通道。
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3 Q5 s/ u0 l4 L a4 e需要說明的是，在具體的PCB層疊設(shè)置時(shí)，要對以上原則靈活進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)運(yùn)用，根據(jù)實(shí)際單板的需求進(jìn)行合理的分析。 |
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