【導(dǎo)讀】雙層PCB,意思是在一塊PCB板子的頂層和底層都畫導(dǎo)線。雙面板解決了單面板中因?yàn)椴季€交錯(cuò)的難點(diǎn),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,雙層線路板這種電路板的兩面都有元器件和布線,不容質(zhì)疑,設(shè)計(jì)雙層PCB板的難度要高更多板。
如何畫雙層PCB板
雙層PCB板要用上兩面的導(dǎo)線,必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導(dǎo)孔。導(dǎo)孔是在pcb上,充滿或涂上金屬的小洞,它可以與兩面的導(dǎo)線相連接。用PROTEL畫雙面pcb板子的時(shí)候,在TopLayer(頂層)上畫導(dǎo)線連接元器件,就是在頂層畫板;選擇BottomLayer(底層),在底層上畫導(dǎo)線連接元器件,就是在底層上畫板。以上就是畫雙層PCB的基礎(chǔ)。
在畫雙層PCB板之前,先要確定好元器件的布局,而在布線的時(shí)候先布關(guān)鍵晶體、晶振電路,時(shí)鐘電路,CPU等信號(hào)線,一定要遵守環(huán)流面積盡量小的原則。
雙層板在元器件合理布局確定后,緊接著先設(shè)計(jì)地網(wǎng)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(guān)鍵引線最好有獨(dú)立的電源,地線回路,引線且非常短,所以有時(shí)在關(guān)鍵線邊上布一條地線緊靠信號(hào)線,讓它形成最小的工作回路。
在畫雙層PCB板的時(shí)候,遵照“先大后小,先難后易”的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布局,布局中應(yīng)參考原理框圖,根據(jù)單板的主信號(hào)流向規(guī)律安排主要元器件。
總的連線盡可能短,關(guān)鍵信號(hào)線最短;高電壓、大電流信號(hào)與小電流,低電壓的弱信號(hào)完全分開;模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)分開;高頻信號(hào)與低頻信號(hào)分開;高頻元器件的間隔要充分。
須注意的是,這兩片雙層板在電路板的下層都有一個(gè)接地面。如此設(shè)計(jì)是為了讓工程師在做故障排除時(shí)可以迅速地看到布線,此種方式常出現(xiàn)在裝置制造商的示范與評(píng)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(emi)。
畫雙層pcb板的步驟
1、準(zhǔn)備電路原理圖
2、新建一個(gè)PCB文件并載入元器件封裝庫(kù)
3、規(guī)劃電路板
4、裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件
5、元器件自動(dòng)布局
6、布局調(diào)整
7、網(wǎng)絡(luò)密度分析
8、布線規(guī)則設(shè)定
9、自動(dòng)布線
10、手動(dòng)調(diào)整布線
如何畫雙層PCB板之案例詳解
常用的EDA電路軟件,都可以設(shè)計(jì)多層PCB電路板,雖然方法不同,但是原理是一樣的。
對(duì)于PCB的設(shè)計(jì), AD提供了詳盡的10種不同的設(shè)計(jì)規(guī)則,這些設(shè)計(jì)規(guī)則則包括導(dǎo)線放置、導(dǎo)線布線方法、元件放置、布線規(guī)則、元件移動(dòng)和信號(hào)完整性等規(guī)則。根據(jù)這些規(guī)則, Protel DXP進(jìn)行自動(dòng)布局和自動(dòng)布線。很大程度上,布線是否成功和布線的質(zhì)量的高低取決于設(shè)計(jì)規(guī)則的合理性,也依賴于用戶的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
對(duì)于具體的電路可以采用不同的設(shè)計(jì)規(guī)則,如果是設(shè)計(jì)雙面板,很多規(guī)則可以采用系統(tǒng)默認(rèn)值,系統(tǒng)默認(rèn)值就是對(duì)雙面板進(jìn)行布線的設(shè)置。
這里給大家分享一個(gè)四個(gè)層PCB的設(shè)置步驟,8層板等多層板都是如此設(shè)置。其它版本AD與此操作類似。
首先新建一個(gè)PCB文件,如果你有自己的工程,那么建立在自己的工程下即可。
選擇File-New-PCB
可以看到建好的PCB只有兩個(gè)層,Top Layer 和 Bottom Layer。如下圖所示。
打開層疊管理。Design-Layer Stack Manager,進(jìn)入層疊管理界面。
可以看到目前只有兩個(gè)層Top Layer 和 Bottom Layer??梢钥匆娪覀?cè)有Add Layer選項(xiàng)。
點(diǎn)兩次Add Layer 增加兩個(gè)層如下圖所示。
雙擊增加的層名字,對(duì)名字進(jìn)行修改,如下圖為修改的內(nèi)容。
修改后,確定,我們可以看到,四個(gè)層的PCB板就設(shè)置好了,增加了GND和VCC層,導(dǎo)入編譯好的原理圖就可以畫四層板的PCB圖了。
每一層的操作技巧跟單面板都是一樣的,只是在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要整體考慮。
雙層PCB板布線規(guī)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,就可能造成電路板不易安放,也不利于焊接,所以底層(Bottom Layer)最好只放置貼片元器件,類似常見的計(jì)算機(jī)顯卡PCB 板上的元器件布置方法。單面放置時(shí)只需在電路板的一個(gè)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(lái)說(shuō),作為電路板和外界(電源、信號(hào)線)接的連接器元器件,通常置在電路板的邊緣,如串口和并口。放在電路板的中央,不利于接線,也可能因?yàn)槠渌骷淖璧K而無(wú)法連接。另外還要注意接口的方向,使連接線可以順利地引出,遠(yuǎn)離電路板。接口放置后,應(yīng)當(dāng)利用接口元器件的String(字符串)清晰地標(biāo)明接口的種類;對(duì)于電源類接口,應(yīng)當(dāng)標(biāo)明電壓等級(jí),防止因接線錯(cuò)誤導(dǎo)致電路板燒毀。
(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。不要將電壓等級(jí)相差很大的元器件擺放在一起,這樣既有利于電氣絕緣,對(duì)信號(hào)的隔離和抗干擾也有很大好處。
(4)電氣連接關(guān)系密切的元器件最好放置在一起。這就是模塊化的布局思想。
(5)對(duì)于易產(chǎn)生噪聲的元器件,如時(shí)鐘發(fā)生器和晶振等高頻器件,布局時(shí)應(yīng)盡量放在靠近CPU 的時(shí)鐘輸入端。大電流電路和開關(guān)電路也易產(chǎn)生噪聲,這些元器件或模塊也應(yīng)該遠(yuǎn)離邏輯控制電路和存儲(chǔ)電路等高速信號(hào)電路,可能的話,盡量采用控制板結(jié)合功率板的方式,利用接口來(lái)連接,以提高電路板整體的抗干擾能力和工作可靠性。
(6)在電源和芯片周圍盡量放置去耦電容和濾波電容。這是改善電路板電源質(zhì)量,提高抗干擾能力的一項(xiàng)重要措施。實(shí)際應(yīng)用中,印制電路板的走線、引腳連線和接線都有可能帶來(lái)較大的寄生電感,導(dǎo)致電源波形和信號(hào)波形中出現(xiàn)高頻紋波和毛刺,而在電源和地之間放置一個(gè)0.1µF 或者更大的電容,以進(jìn)一步改善電源質(zhì)量。對(duì)于電源轉(zhuǎn)換芯片,或者電源輸入端,最好是布置一個(gè)10µF的去耦電容可以有效地濾除這些高頻紋波和毛刺。如果電路板上使用的是貼片電容,應(yīng)該將貼片電容緊靠元器件的電源引腳。
(7)元器件的編號(hào)應(yīng)該緊靠元器件的邊框布置,大小統(tǒng)一,方向整齊,不與元器件、過(guò)孔和焊盤重疊。元器件或接插件的第1 引腳表示方向;正負(fù)極的標(biāo)志應(yīng)該在PCB 上明顯標(biāo)出,不允許被覆蓋;電源變換元器件(如DC/DC 變換器,線性變換電源和開關(guān)電源)旁應(yīng)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) 雙層板地線設(shè)計(jì)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(guò)孔連接起來(lái)(過(guò)孔電阻要?。?/div>
(9)為考慮到每個(gè)IC芯片近旁應(yīng)設(shè)有地線,往往每隔1~115cm布一根地線,這樣密集的地線使信號(hào)環(huán)路的面積更小,有利于降低輻射。該地網(wǎng)設(shè)計(jì)方法應(yīng)在布信號(hào)線之前,否則實(shí)現(xiàn)比較困難。
(10)需要重點(diǎn)考慮的因素:電磁兼容、始端終端阻抗匹配、時(shí)鐘同步。
(11)高速線最好走內(nèi)層,頂?shù)讓尤菀资艿酵饨鐪囟取穸?、空氣的影響,不易穩(wěn)定。如果需要測(cè)試,可以打測(cè)試過(guò)孔引出。不要再存有飛線、割線的幻想。