PCB設計軟件中構建堆棧

2020-08-04

PCB布局設計人員通常不參與用于構建他們要設計的電路板的層堆疊的規劃。為了設置設計工具，他們顯然必須知道正確的層數及其配置，但是除此之外，他們將沒(méi)有任何進(jìn)一步的交互。這主要是由于三個(gè)原因：

PCB的性能要求并不像現在這樣嚴格。

用于制造PCB的材料較少。

PCB設計工具根本不像今天那樣具有復雜的板層堆疊和配置功能。

值得慶幸的是，由于大多數主要設計工具都配備了先進(jìn)的PCB層配置功能，因此PCB布局過(guò)程中的這一部分現在已經(jīng)非常不同。話(huà)雖如此，設計師仍然有責任完成為他們的設計配置正確的板層堆疊的過(guò)程。我們將研究這個(gè)過(guò)程，并討論在PCB設計軟件中構建和配置板層堆棧的一些想法。

一次印刷電路板上的層數直接與需要布線(xiàn)的網(wǎng)的數量有關(guān)。隨著(zhù)PCB電路需求的增加，組件數量也隨之增加，最終網(wǎng)絡(luò )數量也隨之增加。同時(shí)，有源組件的復雜性和引腳數也在增加，這增加了電路板上的凈數量。這些增加的答案是減小跡線(xiàn)寬度或增加板的層數，或兩者兼而有之，這不幸地導致更高的制造成本。

雖然PCB上的平均組件數和凈數量都增加了，但電路板的電氣性能指標也有所提高。設計師很快發(fā)現，雖然布線(xiàn)以前需要四層板才需要六層，但實(shí)際上它們必須要達到八層才能獲得所需的電氣性能。這些附加層的一些原因包括：

1、隔離控制阻抗路由的空間更大。

2.、差分對路由限制為盡可能少的層。

3、微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)板層堆疊配置。

4、用于多個(gè)電源和接地網(wǎng)的附加平面層。

隨著(zhù)電路板功能的不斷發(fā)展，在創(chuàng )建電路板層堆疊的過(guò)程中引入了另一個(gè)因素。與以前使用的電路板相比，現在電路板的更高運行速度可能需要更高級的電路板制造材料。高功率板或將在惡劣環(huán)境中使用的板也是如此。這些材料可能會(huì )更改最初為標準FR-4材料計算的電路的傳輸線(xiàn)特性，進(jìn)而可能需要更改層堆疊配置。

對于當今的先進(jìn)電子設備，至關(guān)重要的是創(chuàng )建正確的板層堆疊，以確保板將以其高性能運行。而且由于我們剛剛探討了所有需求，因此布局設計人員面臨比以往任何時(shí)候都更大的壓力，它們需要正確的堆疊。讓我們看看布局設計師還面臨哪些其他困難。

今天，PCB設計人員面臨著(zhù)許多復雜的挑戰，而過(guò)去的PCB設計人員不必擔心。這些聽(tīng)起來(lái)像您必須處理的嗎？

時(shí)間表：

現在，將產(chǎn)品推向市場(chǎng)的需求比以往任何時(shí)候都更加迫切。公司不僅面臨更大的競爭壓力，而且還有其他力量在起作用。例如，最近發(fā)生的COVID-19疫情引起了醫療設計工作的狂熱，以便將新的醫療設備投入生產(chǎn)以幫助抵抗病毒。盡管設計的各個(gè)方面都感到滿(mǎn)足這些需求的壓力，但PCB設計人員尤其面臨著(zhù)使電路板快速完成且無(wú)錯誤的挑戰。

信息：

正如我們之前指出的，對層配置和板材料的需求每天都變得越來(lái)越復雜。許多設計師并不熟悉所有這些過(guò)程或材料，需要外部幫助來(lái)創(chuàng )建最適合他們設計的板層堆疊。

工具：

某些PCB設計工具仍不夠用戶(hù)友好，無(wú)法使設計人員在創(chuàng )建其PCB疊層時(shí)有效使用。這不僅減慢了工作速度并增加了工作的挫敗感，而且還可能影響電路板的設計水平。

PCB布局設計師在嘗試完成工作時(shí)面臨許多挑戰。當嘗試創(chuàng )建板層堆疊配置以確保板按預期工作，同時(shí)能夠無(wú)錯誤且以最低成本制造板時(shí)，尤其如此。讓我們看一下PCB設計工具可以幫助設計師的一些方法。

PCB CAD工具可以做很多事情來(lái)幫助布局設計者創(chuàng )建和配置電路板層堆疊。首先是合并自動(dòng)生成器或向導，如上圖所示。這些工具使設計人員可以指定堆棧的層數和配置，而這些工具需要在數據庫中進(jìn)行大量創(chuàng )建。接下來(lái)是讓設計人員完全控制層堆疊的細節，包括指定導電和介電板材料的能力。設計人員應該能夠指定值和公差，并配置在設置布局參數時(shí)應如何布置圖層。

但是，設計人員所需的幫助并非全部來(lái)自這些工具。設計人員需要具備很多行業(yè)知識，才能更好地了解與他們合作的材料和過(guò)程。在這里，設計人員可以通過(guò)與PCB合同制造商建立關(guān)系來(lái)從中受益匪淺，以獲取用于創(chuàng )建其板層堆疊的準確信息。就像已經(jīng)說(shuō)過(guò)的，制造商已經(jīng)從事這項工作多年了，他們非常擅長(cháng)。應鼓勵布局設計者及早參與其PCB CM，以便在他們開(kāi)始進(jìn)行PCB設計之前具有正確的層積。