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雙層pcb板

     

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 目錄 

  1. 怎么做雙層pcb板

  2. 如何區分PCB板為單層或者雙層?

  3. 雙層pcb板設計及布線原則

  4. 雙層pcb板布線技巧


 1  怎么做雙層pcb板  


怎么做雙層pcb板


開料 - 鉆孔 - 沉銅 - 圖形轉移 - 電鍍 - 蝕刻 - 阻焊 - 字符 - 表面處理 - 成型 - 檢驗

 


 2  如何區分PCB板為單層或者雙層?  


如何區分PCB板為單層或者雙層?


PCB實物:兩面都有銅箔導線的為雙面板。

電子版PCB:有兩種顏色的導線(不同顏色的導線表示不同的層)


 3   雙層pcb板設計及布線原則  


 雙層pcb板設計及布線原則


   雙層板地線設計成柵狀圍框形成,即在印制板一面布較多的平行地線,另一面為抄板垂直地線,然后在它們交叉的地方用金屬化過孔連接起來(過孔電阻要小)。

  為考慮到每個IC芯片近旁應設有地線,往往每隔1~115cm布一根地線,這樣密集的地線使信號環路的面積更小,有利于降低輻射。該地網設計方法應在布信號線之前,否則實現比較困難。

 

  信號線布線原則:

 

  雙層板在元器件合理布局確定后,緊接著先設計地網抄板電源線,再布重要線---敏感線、高頻線,后布一般線---低頻線。關鍵引線最好有獨立的電源,地線回路,引線且非常短,所以有時在關鍵線邊上布一條地線緊靠信號線,讓它形成最小的工作回路。

  四層板頂面、底面的布線原則同雙層板的信號線,也是先布關鍵晶體、晶振電路,時鐘電路,CPU等信號線,一定要遵守環流面積盡量小的原則。

  印制板IC電路工作時,前面多次提及環流面積,實際它的出處在差模輻射的概念。如差模輻射的定義:電路工作電流在信號環路中流動,這個信號環路會產生電磁輻射,由于這種電流是差模的,因此信號環路產生的輻射稱為差模輻射,其輻射場強的計算公式:

  E1=K1·f2·I·A/γ

  式中:E1---差模抄板印制板電路空間γ處的輻射場強由差模輻射公式可見,其輻射場強與工作頻率f2、環流面積A、工作電流I成正比,如當工作頻率f確定后,環流面積的大小是我們設計中可直接控制的關鍵因素,同時環流工作速度、電流只要滿足可靠性,并非越大越好,信號上跳沿下跳沿越窄,它的諧波分量就越大,越寬,電磁輻射就越高,功率越大其電流必然就大(上述已指出過),這是我們不期望的。

  下面給出幾種邏輯電路能滿足輻射B級標準允許的環流面積參考值。可以看出,電路開關速度越快,則允許的面積越小。

  關鍵的聯線,如有可能其周圍均可用地線包圍之。另待PCB抄板布線完畢后,可用地線將所有空隙覆蓋,但必須注意這些覆蓋地線都要與大地層低阻抗的聯體短接,這樣能取得良好的效果(注意:有空隙要求的應滿足條件,如爬電距離等)。


 4  雙層pcb板布線技巧  




 1  雙層pcb板布線技巧


     以電池供電產品之高度競爭市場中,當考慮目標成本時總是要求設計者在設計中使用雙層電路板。雖然多層板(四層、六層以及八層)的解決方式無論在尺寸、噪聲,以及性能上都可以做得更好,但成本壓力迫使工程師必須盡量使用雙層板。在本文中將討論使用或不用自動布線、有或沒有接地面的電流返回路徑的概念,以及關于雙層板零件的布置方式。

  使用自動布線器來設計印刷電路板(PCB)是吸引人的。大多數的情形下,自動布線對純數字的電路(尤其是低頻率信號且低密度的電路)的動作不至于會有問題。但當嘗試使用布線軟件提供的自動布線工具做模擬、混合訊號或高速電路的布線時,可能會出現一些問題,而且有可能造成極嚴重的電路性能問題。

  關于布線有許多要考慮的事項,但較為困擾的問題是接地方式。假使接地路徑是由上層開始,每個裝置的接地皆經由在該層上的拉線連接到地線。對下層的每個裝置而言,是由電路板右邊的貫孔連接到上層而形成接地回路。使用者在檢查布線方式時會看到的立即紅色旗標表示存在多個接地回路。此外,下層的接地回路被一條水平信號線隔斷。這個接地結構的可取之處只在于模擬裝置(MCP3202;12-bit AD轉換器與 MCP4125;2.5V參考電壓) 是集中在電路板的右邊。該布置可以確保數字接地訊號不會從這些模擬芯片下經過。

 

  使用人工布線,要遵守下列的設計指南以確保良好的效果:

 

  ●將接地設計成一個接地面作為電流返回路徑。

  ●將模擬接地面與數字接地面隔開。

  ●如果無法避免信號走線與接地放在同一層,將信號線與接地線設計成相互垂直以降低信號線對接地電流回路產生的干擾。

  ●將模擬電路放在電路板的旁邊,數字電路系統放在最靠近電源處。可降低數字切換δi/δt對模擬電路造成的影響。

  但須注意的是,這兩片雙層板在電路板的下層都有一個接地面。如此設計是為了讓工程師在做故障排除時可以迅速地看到布線,此種方式常出現在裝置制造商的示范與評估板上。但更典型的做法是在電路板的上層鋪上接地面,以降低電磁干擾(EMI)。

  接地面的電流返回路徑的有無

 

  處理電流返回路徑時,應該要考慮的基本問題是:

 

  (1)假使只使用拉線當地線,盡可能加寬拉線﹔而如果考慮只用拉線作為電路板的接地線,拉線應該要盡可能的寬。拇指大是很好的標準,但也必須知道接地線的最小寬度是指拉線從該點到末端的有效銅箔寬度,在此「末端」的定義是指離電源連接最遠的一點。

  (2)避免形成封閉的接地回路。

  (3)如果沒有接地面,可使用星形連接方式。

  如果無法設計成接地面,電流返回路徑可用「星形」布線方式來處理

  以此種方式,每種裝置的接地電流單獨返回到電源端。使用者會發現圖五中并非所有裝置都有自己的返回路徑。U1與U2共享返回路徑,允許這樣做的先決條件是須符合下列設計所需注意之要點。

  勿使數字電路通過模擬裝置。

  數字電路在切換期間會在地回路上形成相當大的電流但其時間很短。此種現象是由于接地回路的等效電感與電阻而造成。接地面或地線的電感部份,將產生V=Lδi/δt的壓降,L是接地面或地線的等效電感,δi是來自數字裝置電流的改變而δt是電流變化的時間。計算接地面或地線等效電阻部份造成的電壓變化是V=RI,R是接地面或地線的等效電阻,I是數字裝置的電流變化。這種接地面或地線的電壓變化將影響模擬裝置輸入端與接地間之正常信號。

  勿使高速電流通過低速裝置

  高速電路的接地返回信號在接地面上的變化有類似以上所述的效果,決定這個干擾效果的公式是:對接地面或地線等效電感而言V=Lδi/δt,而對接地面或地線等效電阻而言V=RI。當數字電路或高速電路的接地面或地線穿越過模擬裝置的拉線時,會造成模擬裝置輸入端與接地間信號的改變。不論使用何種技術,必須設計使得接地返回路徑的等效電阻與電感為最小。如果使用接地面,切斷接地面可能增進或降低電路的性能,需小心使用。

  有時連續接地面的效果較被隔開的接地面差。在此圖(a)中顯示出的接地布線方式較(b)中所示效果為差。

  精確的模擬與連接器較接近,但它與數字電路以及來自電源供應電路的切換電流隔絕。此為一種能有效使接地返回路徑分隔的方式。
 

 

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