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PCB設計如何決定層數?

time : 2019-09-23 09:11       作者:凡億pcb

深圳宏力捷是專業從事PCB layout布線設計的PCB設計公司,擁有平均超過10年工作經驗的PCB設計團隊,能熟練運用市場主流PCB設計軟件,專業提供多層、高密度的PCB設計畫板業務。接下來為大家介紹PCB設計如何決定層數。
 
PCB設計層數的決定因素
通常PCB設計人員會根據設計電路原理圖的復雜程度來判斷按幾層板設計,主要是從原理圖中核心器件的出線以及器具布局的難易程度來決定。
 
常規的PCB應該有多少層呢?
 
一、單面板
 
單面PCB主要用在非常簡單的消費電子產品上的,畢竟工藝簡單,現在還用原始電路板材料便宜(FR-1或FR-2)和薄銅包層。單面板設計通常包含許多跳線來模擬雙面板上的電路布線。一般用在低頻電路比較多。因為這種類型的設計很容易受到輻射噪聲的影響。所以設計這種類型的電路板會比較麻煩,如果不是很注意的話,會出現很多問題的。雖然在復雜的設計中也有成功的案例,但都是需要經過深思熟慮以及不斷驗證才有實現的可能。舉一個一個例子,比如一個電視機,它將所有模擬電路放在機箱底部的單面板上,并使用金屬化CRT將電路板屏蔽在靠近電池組頂部的單獨數字調諧板上。如果需要大批量、低成本的生產PCB,那就需要自行發揮了。
 
單面板PCB設計
 
二、雙面板
 
相對于單面板來說,復雜一點的就是雙面板。有一些雙面板還是用FR-2材料,但目前更常用的是FR-4材料來生產。FR-4材料強度的增加更好地支持了過孔。因為有兩層箔,所以雙面板更容易布線,并且可以通過在不同層上交叉走線來規劃信號。但是,模擬電路不建議使用交叉走線。在可能的情況下,底層盡可能保持完整當做地平面,所有其他信號應在頂層布線。底層做地平面有幾個好處:
1. 接地通常是電路中最常見的連接。可以把整板所有的GND網絡放在底層來連接。
2. 增加了電路板的機械強度。
3. 降低了電路中所有接地連接的阻抗,從而減少了信號的傳導噪聲。
4. 為電路中的每個網絡增加了分布電容 - 有助于抑制輻射噪聲。
5. 可以屏蔽來自電路板下方的輻射噪聲。
 
雙面板PCB設計
 
三、多層板
雙面板盡管有其優點,但并不是最好的構造方法,特別是對于敏感或高速電路設計來說。所以對于高速設計我們通常會使用多層板來進行設計,最常見的板厚為1.6毫米,材料為FR-4,還會有獨立的GND或者POWER層等等。多層板本身需要注意的PCB設計事項就很多,下面我們要理清楚使用多層板設計的一些明顯原因:
 
1. 擁有獨立的電源和接地連接布線層。如果電源也在一個平面上,則其他的相同的電源網絡只需添加過孔就可以連接在一起了。
2. 其他層可用于信號布線,這樣可以為布線提供更多走線空間。
3. 電源和接地層之間將存在分布電容,從而降低高頻噪聲。
 
然而,多層板的其他原因可能并不明顯或不直觀,主要有如下兩點:
 
1. 更好的EMI/RFI抑制。由于圖像平面效應,自Marconi時代以來就已為人所知。當導體靠近平行導電表面放置時,大部分高頻電流將直接返回導體下方,沿相反方向流動。平面內導體的鏡像形成傳輸線。由于在傳輸線中電流相等且相反,因此它相對不受輻射噪聲的影響。而是非常有效地耦合信號。圖像平面效果與地面和電源平面同樣有效,但它們必須是連續的。任何間隙或不連續性都會導致有益效果迅速消失。
 
2. 減少小批量生產的總體項目成本。雖然多層板的制造成本較高,但FCC或其他機構的EMI/RFI要求可能需要對設計進行昂貴的測試。如果存在問題,可能需要推倒來重新進行PCB設計,從而進行額外的測試。與2層板PCB相比,多層板PCB的EMI / RFI性能可提高20 dB。如果產量很小,那么首先設計更好的的PCB是有意義的。
 
3.有效防止各種信號層之間的串擾問題。
 
4. 生產工藝要求相對來說比較高,比起2層板設計,就不是那么一丁點的難度了。
多層板PCB設計
 
 
以上就是關于PCB設計如何決定層數的介紹,如果您有電路板產品需要做PCB布線設計、PCB改版設計,歡迎聯系深圳宏力捷!