PCB设计软件中构建堆栈

2020-08-04

PCB布局设计人员通常不参与用(yòng)于构建他(tā)们要设计的電(diàn)路板的层堆叠的规划。為(wèi)了设置设计工具，他(tā)们显然必须知道正确的层数及其配置，但是除此之外，他(tā)们将没有(yǒu)任何进一步的交互。这主要是由于三个原因：

PCB的性能(néng)要求并不像现在这样严格。

用(yòng)于制造PCB的材料较少。

PCB设计工具根本不像今天那样具有(yǒu)复杂的板层堆叠和配置功能(néng)。

值得庆幸的是，由于大多(duō)数主要设计工具都配备了先进的PCB层配置功能(néng)，因此PCB布局过程中的这一部分(fēn)现在已经非常不同。话虽如此，设计师仍然有(yǒu)责任完成為(wèi)他(tā)们的设计配置正确的板层堆叠的过程。我们将研究这个过程，并讨论在PCB设计软件中构建和配置板层堆栈的一些想法。

一次印刷電(diàn)路板上的层数直接与需要布線(xiàn)的网的数量有(yǒu)关。随着PCB電(diàn)路需求的增加，组件数量也随之增加，最终网络数量也随之增加。同时，有(yǒu)源组件的复杂性和引脚数也在增加，这增加了電(diàn)路板上的净数量。这些增加的答(dá)案是减小(xiǎo)迹線(xiàn)宽度或增加板的层数，或两者兼而有(yǒu)之，这不幸地导致更高的制造成本。

虽然PCB上的平均组件数和净数量都增加了，但電(diàn)路板的電(diàn)气性能(néng)指标也有(yǒu)所提高。设计师很(hěn)快发现，虽然布線(xiàn)以前需要四层板才需要六层，但实际上它们必须要达到八层才能(néng)获得所需的電(diàn)气性能(néng)。这些附加层的一些原因包括：

1、隔离控制阻抗路由的空间更大。

2.、差分(fēn)对路由限制為(wèi)尽可(kě)能(néng)少的层。

3、微带線(xiàn)和带状線(xiàn)板层堆叠配置。

4、用(yòng)于多(duō)个電(diàn)源和接地网的附加平面层。

随着電(diàn)路板功能(néng)的不断发展，在创建電(diàn)路板层堆叠的过程中引入了另一个因素。与以前使用(yòng)的電(diàn)路板相比，现在電(diàn)路板的更高运行速度可(kě)能(néng)需要更高级的電(diàn)路板制造材料。高功率板或将在恶劣环境中使用(yòng)的板也是如此。这些材料可(kě)能(néng)会更改最初為(wèi)标准FR-4材料计算的電(diàn)路的传输線(xiàn)特性，进而可(kě)能(néng)需要更改层堆叠配置。

对于当今的先进電(diàn)子设备，至关重要的是创建正确的板层堆叠，以确保板将以其高性能(néng)运行。而且由于我们刚刚探讨了所有(yǒu)需求，因此布局设计人员面临比以往任何时候都更大的压力，它们需要正确的堆叠。让我们看看布局设计师还面临哪些其他(tā)困难。

今天，PCB设计人员面临着许多(duō)复杂的挑战，而过去的PCB设计人员不必担心。这些听起来像您必须处理(lǐ)的吗？

时间表：

现在，将产品推向市场的需求比以往任何时候都更加迫切。公司不仅面临更大的竞争压力，而且还有(yǒu)其他(tā)力量在起作用(yòng)。例如，最近发生的COVID-19疫情引起了医疗设计工作的狂热，以便将新(xīn)的医疗设备投入生产以帮助抵抗病毒。尽管设计的各个方面都感到满足这些需求的压力，但PCB设计人员尤其面临着使電(diàn)路板快速完成且无错误的挑战。

信息：

正如我们之前指出的，对层配置和板材料的需求每天都变得越来越复杂。许多(duō)设计师并不熟悉所有(yǒu)这些过程或材料，需要外部帮助来创建最适合他(tā)们设计的板层堆叠。

工具：

某些PCB设计工具仍不够用(yòng)户友好，无法使设计人员在创建其PCB叠层时有(yǒu)效使用(yòng)。这不仅减慢了工作速度并增加了工作的挫败感，而且还可(kě)能(néng)影响電(diàn)路板的设计水平。

PCB布局设计师在尝试完成工作时面临许多(duō)挑战。当尝试创建板层堆叠配置以确保板按预期工作，同时能(néng)够无错误且以最低成本制造板时，尤其如此。让我们看一下PCB设计工具可(kě)以帮助设计师的一些方法。

PCB CAD工具可(kě)以做很(hěn)多(duō)事情来帮助布局设计者创建和配置電(diàn)路板层堆叠。首先是合并自动生成器或向导，如上图所示。这些工具使设计人员可(kě)以指定堆栈的层数和配置，而这些工具需要在数据库中进行大量创建。接下来是让设计人员完全控制层堆叠的细节，包括指定导電(diàn)和介電(diàn)板材料的能(néng)力。设计人员应该能(néng)够指定值和公差，并配置在设置布局参数时应如何布置图层。

但是，设计人员所需的帮助并非全部来自这些工具。设计人员需要具备很(hěn)多(duō)行业知识，才能(néng)更好地了解与他(tā)们合作的材料和过程。在这里，设计人员可(kě)以通过与PCB合同制造商(shāng)建立关系来从中受益匪浅，以获取用(yòng)于创建其板层堆叠的准确信息。就像已经说过的，制造商(shāng)已经从事这项工作多(duō)年了，他(tā)们非常擅長(cháng)。应鼓励布局设计者及早参与其PCB CM，以便在他(tā)们开始进行PCB设计之前具有(yǒu)正确的层积。