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雙層PCB,意思是在一塊PCB闆子的頂層和底層都畫導線。雙面闆解決了單面闆中因為布線交錯的難點,即正反兩面都有布線,元器件可以焊接在正面,也可以焊接在反面,雙層線路闆這種電路闆的兩面都有元器件和布線,不容質疑,設計雙層PCB闆的難度要高更多闆。
如何畫雙層PCB闆
雙層PCB闆要用上兩面的導線,必須要在兩面間有适當的電路連接配接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導孔。導孔是在pcb上,充滿或塗上金屬的小洞,它可以與兩面的導線相連接配接。用PROTEL畫雙面pcb闆子的時候,在TopLayer(頂層)上畫導線連接配接元器件,就是在頂層畫闆;選擇BottomLayer(底層),在底層上畫導線連接配接元器件,就是在底層上畫闆。以上就是畫雙層PCB的基礎。
在畫雙層PCB闆之前,先要确定好元器件的布局,而在布線的時候先布關鍵晶體、晶振電路,時鐘電路,CPU等信号線,一定要遵守環流面積盡量小的原則。
雙層闆在元器件合理布局确定後,緊接着先設計地網抄闆電源線,再布重要線---敏感線、高頻線,後布一般線---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,是以有時在關鍵線邊上布一條地線緊靠信号線,讓它形成最小的工作回路。
在畫雙層PCB闆的時候,遵照“先大後小,先難後易”的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件應當優先布局,布局中應參考原理框圖,根據單闆的主信号流向規律安排主要元器件。
總的連線盡可能短,關鍵信号線最短;高電壓、大電流信号與小電流,低電壓的弱信号完全分開;模拟信号與數字信号分開;高頻信号與低頻信号分開;高頻元器件的間隔要充分。
須注意的是,這兩片雙層闆在電路闆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範與評估闆上。但更典型的做法是在電路闆的上層鋪上接地面,以降低電磁幹(emi)。
畫雙層pcb闆的步驟
1、準備電路原理圖
2、建立一個PCB檔案并載入元器件封裝庫
3、規劃電路闆
4、裝入網絡表和元件
5、元器件自動布局
6、布局調整
7、網絡密度分析
8、布線規則設定
9、自動布線
10、手動調整布線
如何畫雙層PCB闆之案例詳解
常用的EDA電路軟體,都可以設計多層PCB電路闆,雖然方法不同,但是原理是一樣的。
對于PCB的設計, AD提供了詳盡的10種不同的設計規則,這些設計規則則包括導線放置、導線布線方法、元件放置、布線規則、元件移動和信号完整性等規則。根據這些規則, Protel DXP進行自動布局和自動布線。很大程度上,布線是否成功和布線的品質的高低取決于設計規則的合理性,也依賴于使用者的設計經驗。
對于具體的電路可以采用不同的設計規則,如果是設計雙面闆,很多規則可以采用系統預設值,系統預設值就是對雙面闆進行布線的設定。
這裡給大家分享一個四個層PCB的設定步驟,8層闆等多層闆都是如此設定。其它版本AD與此操作類似。
首先建立一個PCB檔案,如果你有自己的工程,那麼建立在自己的工程下即可。
選擇File-New-PCB
可以看到建好的PCB隻有兩個層,Top Layer 和 Bottom Layer。如下圖所示。
打開層疊管理。Design-Layer Stack Manager,進入層疊管理界面。
可以看到目前隻有兩個層Top Layer 和 Bottom Layer。可以看見右側有Add Layer選項。
點兩次Add Layer 增加兩個層如下圖所示。
輕按兩下增加的層名字,對名字進行修改,如下圖為修改的内容。
修改後,确定,我們可以看到,四個層的PCB闆就設定好了,增加了GND和VCC層,導入編譯好的原理圖就可以畫四層闆的PCB圖了。
每一層的操作技巧跟單面闆都是一樣的,隻是在設計的時候需要整體考慮。
雙層PCB闆布線規則
(1)元器件最好單面放置。若需要雙面放置元器件,在底層(Bottom Layer)放置插針式元器件,就可能造成電路闆不易安放,也不利于焊接,是以底層(Bottom Layer)最好隻放置貼片元器件,類似常見的計算機顯示卡PCB 闆上的元器件布置方法。單面放置時隻需在電路闆的一個面上做絲印層,便于降低成本。
(2)合理安排接口元器件的位置和方向。一般來說,作為電路闆和外界(電源、信号線)接的連接配接器元器件,通常置在電路闆的邊緣,如序列槽和并口。放在電路闆的中央,不利于接線,也可能因為其他元器件的阻礙而無法連接配接。另外還要注意接口的方向,使連接配接線可以順利地引出,遠離電路闆。接口放置後,應當利用接口元器件的String(字元串)清晰地标明接口的種類;對于電源類接口,應當标明電壓等級,防止因接線錯誤導緻電路闆燒毀。
(3)高壓元器件和低壓元器件之間最好要有較寬的電氣隔離帶。不要将電壓等級相差很大的元器件擺放在一起,這樣既有利于電氣絕緣,對信号的隔離和抗幹擾也有很大好處。
(4)電氣連接配接關系密切的元器件最好放置在一起。這就是子產品化的布局思想。
(5)對于易産生噪聲的元器件,如時鐘發生器和晶振等高頻器件,布局時應盡量放在靠近CPU 的時鐘輸入端。大電流電路和開關電路也易産生噪聲,這些元器件或子產品也應該遠離邏輯控制電路和存儲電路等高速信号電路,可能的話,盡量采用控制闆結合功率闆的方式,利用接口來連接配接,以提高電路闆整體的抗幹擾能力和工作可靠性。
(6)在電源和晶片周圍盡量放置去耦電容和濾波電容。這是改善電路闆電源品質,提高抗幹擾能力的一項重要措施。實際應用中,印制電路闆的走線、引腳連線和接線都有可能帶來較大的寄生電感,導緻電源波形和信号波形中出現高頻紋波和毛刺,而在電源和地之間放置一個0.1µF 或者更大的電容,以進一步改善電源品質。對于電源轉換晶片,或者電源輸入端,最好是布置一個10µF的去耦電容可以有效地濾除這些高頻紋波和毛刺。如果電路闆上使用的是貼片電容,應該将貼片電容緊靠元器件的電源引腳。
(7)元器件的編号應該緊靠元器件的邊框布置,大小統一,方向整齊,不與元器件、過孔和焊盤重疊。元器件或接插件的第1 引腳表示方向;正負極的标志應該在PCB 上明顯标出,不允許被覆寫;電源變換元器件(如DC/DC 變換器,線性變換電源和開關電源)旁應該有足夠的散熱空間和安裝空間,外圍留有足夠的焊接空間等。
(8) 雙層闆地線設計成栅狀圍框形成,即在印制闆一面布較多的平行地線,另一面為抄闆垂直地線,然後在它們交叉的地方用金屬化過孔連接配接起來(過孔電阻要小)。
(9)為考慮到每個IC晶片近旁應設有地線,往往每隔1~115cm布一根地線,這樣密集的地線使信号環路的面積更小,有利于降低輻射。該地網設計方法應在布信号線之前,否則實作比較困難。
(10)需要重點考慮的因素:電磁相容、始端終端阻抗比對、時鐘同步。
(11)高速線最好走内層,頂底層容易受到外界溫度、濕度、空氣的影響,不易穩定。如果需要測試,可以打測試過孔引出。不要再存有飛線、割線的幻想。