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PCB工程師layout一款產(chǎn)品，不僅僅是布局布線(xiàn)，內層的電源平面、地平面的設計也非常重要。處理內層不僅要考慮電源完整性、信號完整性、電磁兼容性，還需要考慮DFM可制造性。 PCB內層與表層的區別，表層是用來(lái)走線(xiàn)焊接元器件的，內層則是規劃電源/接地層，該層僅用于多層板，主要用于布置電源線(xiàn)和接地線(xiàn)。我們稱(chēng)之為雙層板、四層板和六層板，通常指信號層和內部電源/接地層的數量。 內層設計 在高速信號，試中信號，高頻信號等關(guān)鍵信號的下面設計地線(xiàn)層，這樣信號環(huán)路的路徑最短，輻射最小。 高速電路設計過(guò)程中必須考慮如何處理電源的輻射和對整個(gè)系統的干擾。一般情況要使電源層平面的面積小于地平面的面積，這樣可以對電源起屏蔽作用。一般要求電源平面比地平面縮進(jìn)2倍的介質(zhì)厚度。 層疊規劃 01 電源層平面與相應的地平面相鄰。目的是形成耦合電容，并與PCB板上的去耦電容共同作用，降低電源平面阻抗，同時(shí)獲得較寬的濾波效果。 參考平面 02 參考層的選擇非常重要，理論上電源層和地平面層都能作為參考層，但是地平面層一般可以接地，屏蔽效果要比電源層好很多，所以一般優(yōu)先選擇地平面作為參考平面。 信號線(xiàn)不能跨區域走線(xiàn) 03 相鄰兩層的關(guān)鍵信號不能跨分割區，否則會(huì )形成較大的信號環(huán)路，產(chǎn)生較強的輻射和耦合。 電源、地走線(xiàn)規劃 04 要保持地平面的完整性，不能在地平面走線(xiàn)，如果信號線(xiàn)密度太大，可以考慮在電源層的邊緣走線(xiàn)。 內層制造 由于PCB制造復雜的工藝流程，內層制造的工藝只是其中一部分，在生產(chǎn)內層板時(shí)還需考慮其他工序的工藝影響內層的制造能力。比如壓合公差、鉆孔公差都會(huì )影響內層的品質(zhì)良率。 PCB的層數不同，可分為單面板、雙面板、多層板，這三種板子工藝流程也大不相同。尤其是多層板，生產(chǎn)工藝比單雙面板復雜許多。因此在設計多層板時(shí)，需考慮多層板復雜的工藝流程及DFM可制造性設計。 01 刪除獨立焊盤(pán) 獨立焊盤(pán)就是非功能性的PAD，在內層不與任何網(wǎng)絡(luò )相連，在PCB制造過(guò)程中會(huì )取消獨立焊盤(pán)。因為此獨立焊盤(pán)取消對產(chǎn)品的設計功能無(wú)影響，反而在制造時(shí)會(huì )影響品質(zhì)及生產(chǎn)效率。 02 內層BGA區域 BGA器件比較小，引腳非常多，因此扇出的過(guò)孔非常密集。在制造過(guò)程中鉆孔到走線(xiàn)、銅皮需要保留一定的間距，否則在壓合及鉆孔工序可能會(huì )短路。在保證鉆孔距銅皮、走線(xiàn)留一定的距離時(shí)，孔與孔中間的銅無(wú)法保留，會(huì )導致網(wǎng)絡(luò )開(kāi)路。因此在CAM工程師處理BGA區域時(shí)需注意孔與孔中間的銅開(kāi)路了需補銅橋，保證生產(chǎn)后網(wǎng)絡(luò )連接不斷開(kāi)。 03 內層設計異常 內層負片的孔全部有孔環(huán)，轉成正片圖形就是所有孔與銅皮不相連完全隔離。完全隔離就等于內層沒(méi)有任何作用，不做內層都可以。生產(chǎn)制造遇到此問(wèn)題會(huì )跟設計工程師確認，是否設計異常，內層銅皮沒(méi)有添加網(wǎng)絡(luò )導致完全隔離。 04 內層負片瓶頸 在內層設計電源層、地層分割時(shí)，由于過(guò)孔密集會(huì )出現網(wǎng)絡(luò )導通的瓶頸。電源網(wǎng)絡(luò )導通的銅橋寬度不夠，會(huì )導致過(guò)不了相匹配的電流，從而導致燒板。甚至有些瓶頸位置直接開(kāi)路，導致產(chǎn)品設計失敗。 DFM內層設計檢測 華秋DFM的檢測項，對于上文提到的可制造性問(wèn)題都能夠檢測出來(lái)，并提示存在的制造風(fēng)險，設計工程師使用華秋DFM可在制造前發(fā)現設計存在的缺陷。在制造前修改檢測的問(wèn)題點(diǎn)，避免設計的產(chǎn)品在制造過(guò)程中出現問(wèn)題，從而提升產(chǎn)品的成功率，減少多次試樣的成本。 |
