PCB叠层设计的介绍与应用

如今，电子产品日益紧凑的趋势要求多层印刷电路板的三维设计。但是，层堆叠提出了与此设计观点相关的新问题。其中一个问题就是为项目获取高质量的叠层构建。

随着生产越来越多的由多层组成的复杂印刷电路，PCB的堆叠在变得尤为重要。

良好的PCB叠层设计对于减少PCB回路和相关电路的辐射至关重要。相反，不良的堆积可能会显着增加辐射，从安全角度来看这是有害的。

什么是PCB叠层？

在最终布局设计完成之前，PCB叠层将PCB的绝缘体和铜分层放置。开发有效的堆叠是一个复杂的过程。PCB在物理设备之间连接电源和信号，而电路板材料的正确分层直接影响其功能。

为什么要进行PCB叠层？

开发PCB叠层对于设计高效电路板至关重要。PCB叠层具有许多好处，因为多层结构可以提高能量分配能力、防止电磁干扰、限制交叉干扰并支持高速信号传输。

尽管堆叠的主要目的是通过多层将多个电子电路放置在一块板上，但PCB堆叠的结构也提供了其他重要优势。这些措施包括最大程度地降低电路板对外部噪声的脆弱性，并减少高速系统的串扰和阻抗问题。

良好的PCB叠层也可以帮助确保较低的最终生产成本。通过最大化效率并改善整个项目的电磁兼容性，PCB叠层可以有效节省的时间和资金。

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PCB叠层设计注意事项和规则

● 层数

简单的堆叠可能包括四层PCB，而更复杂的板则需要专业的顺序层压。尽管更为复杂，但更高的层数允许设计人员有更多的布置空间，而不会增加遇到不可能的解决方案的风险。

通常，需要八层或更多层才能获得最佳的层布置和间隔以最大化功能。在多层板上使用质量平面和电源平面还可以减少辐射。

● 层排列

构成电路的铜层和绝缘层的布置构成了PCB重叠操作。防止PCB翘曲需在布置各层时，使板的横截面对称且平衡。例如，在八层板中，第二层和第七层厚度应相似以实现最佳平衡。

信号层应始终与平面相邻，而电源平面和质量平面则严格耦合在一起。最好使用多个接地层，因为它们通常可以减少辐射并降低接地阻抗。

● 图层材质类型

每个基板的热、机械和电特性以及它们如何相互作用对选择PCB叠层材料选择至关重要。

电路板通常由坚固的玻璃纤维基板芯组成，可提供PCB的厚度和刚性。某些柔性PCB可能由柔性高温塑料制成。

表面层是附着在板上的由铜箔制成的薄箔。在双面PCB的两面都存在铜，铜的厚度根据PCB叠层的层数而变化。

在铜箔的顶部覆盖一层阻焊层，以使铜线迹与其他金属接触。这种材料对于帮助用户避免焊接跳线的正确位置至关重要。

在阻焊层上施加丝网印刷层，以添加符号，数字和字母，以便于组装，并使人们可以更好地理解电路板。

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● 确定布线和通孔

设计人员应该在层之间的中间层上布线高速信号。这允许接地平面提供屏蔽，该屏蔽包含从轨道高速发射的辐射。

信号电平靠近平面电平的放置使返回电流可以在相邻平面上流动，从而将返回路径电感降至最低。相邻电源和接地层之间没有足够的电容，无法使用标准构造技术提供500 MHz以下的去耦。

● 层之间的间距

由于电容减小，因此信号和电流返回平面之间的紧密耦合至关重要。电源和接地层也应紧密耦合在一起。

信号层即使位于相邻平面中也应始终彼此靠近。层之间的紧密耦合和间隔对于不间断的信号和整体功能至关重要。

 总结 

PCB叠层技术存在许多不同的多层PCB板设计。当涉及多层时，必须结合考虑内部结构和表面布局的三维方法。随着现代电路的高运行速度，必须进行仔细的PCB叠层设计以提高分配能力并限制干扰。设计不良的PCB可能会降低信号传输、可生产性、功率传输和长期可靠性。

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