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在PCB设计中,使用多层PCB板的主要原因

领卓打样 来源:领卓打样 作者:领卓打样 2023-11-24 09:16 次阅读

一站式PCBA智造厂家今天为大家讲讲PCB设计为什么要采用多层PCB结构进行?使用多层PCB板的主要原因。随着芯片集成度的提高,芯片封装的I/O引脚数目也在飞跃性地增加,特别是BGA封装的出现,仅靠单面、双面导体层布线已经无法将BGA内圈的引脚的走线引出。

更重要的是,随着传输信号的高速化发展,高速信号的布线需要采用传输线威廉希尔官方网站 。在高速PCB设计中需要考虑怎样使走线的电气互连的性能达到最好,且同时考虑控制PCB的制造成本。影响信号完整性的反射、串扰、传输延时、开关噪声(SSN)等,是高速电路设计中要解决的主要问题。

传输线威廉希尔官方网站 有几种类别,最早的传输线是奥利弗·海维塞德(Oliver Heaviside)发明的同轴传输线,用于解决当时电报的远距离传输问题,而PCB上的传输线的常见形式有微带线(Microstrip)和带状线(Stripline)。

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Microstrip 微带传输线

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Stripline 带状线传输线

带状线是一种横向电磁(TEM) 传输线介质,由Robert M. Barrett 在 1950 年代发明,而两年之后,作为带状线的竞争者,微带线由ITT实验室开发出来。

微带线位于PCB外层,其与外界环境接触,所以微带线的辐射能量更容易辐射到外界环境中,而且微带线也容易受外界环境的影响,比如,阻焊层变化的εr对特性阻抗的影响,所以,关键的高速信号优先采用内层走线,也即带状线传输线。

多层板还专设有单独完整的电源层和接地层,这不仅可以提高布线的自由度,而且对于防止信号干扰和电磁波辐射都是有利的,这进一步促进了PCB多层化的发展。

现在随着IC制程工艺的提高,数字信号上升沿时间也在“被动地”变短,以前只需要考虑把线拉通的PCB,越来越多的需要在布线时考虑到传输线效应,以便能更好的引导电磁波,避免出现信号完整性问题以及符合EMC性能,而单层板或者双层板,对于现在的IC集成度以及布线密度,很难有空间构造出良好的传输线结构,这就需要采用四层板,甚至是六层板,把富含高次谐波的关键信号采用带状线进行传输。

随着半导体威廉希尔官方网站 的发展,我们不得不考虑采用多层板来构造传输线进行电磁波的引导。对于6层板,基本上都会有BGA或者QFN芯片,SMT时对PCB的表面平整度有要求,沉金板焊盘表面平整,利于焊接,与高密度高多层板是满分适配。采用盘中孔工艺还可以节省扇出过孔所占用的表层布线空间,进一步提升了表层的布线密度,除此之外,采用盘中孔工艺使得电源/地的焊盘可以直接通过过孔与主电源/地平面连接,避免了扇出过孔的引线寄生电感的影响,对于电源完整性也有所帮助。

关于PCB设计为什么要采用多层PCB结构进行?使用多层PCB板的主要原因的知识点,想要了解更多的,可关注领卓PCBA,如有需要了解更多PCB打样、SMT贴片、PCBA加工的相关威廉希尔官方网站 知识,欢迎留言获取!

审核编辑 黄宇

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