项目3四层PCB的设计-任务8

1、印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造多层印制板设计与制造多层印制板设计与制造印制板电路板的设计与制造印制板电路板的设计与制造项目项目3 3 四层四层PCBPCB的设计的设计任务任务8 设计四层设计四层PCB印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造任务任务8 设计四层设计四层PCB8.1 高速高速PCB的电磁兼容的电磁兼容8.2 内电层分割方法内电层分割方法8.3 设计四层设计四层PCB8.4 拓展训练拓展训练印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造8.1 高速高速PCB的电磁兼容的电磁兼容 对电磁兼容通俗的解释是：这种技术的目的在于，使电气装置或系统在共同的电磁环境条件下，既不

2、受电磁环境的影响，也不会给环境以这种影响。1.板层的排布板层的排布 多层板布线层的分配见表8-1。其中，S表示信号层、G表示地层、P表示电源层。 PCB层数的确定方法见表8-2。 印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造 表表8-1 层数层数1 12 23 34 45 56 67 78 84 4S1S1G1G1P1P1S2S26 6S1S1G1G1S2S2P1P1G2G2S3S36 6S1S1G1G1S2S2S3S3P1P1S4S48 8S1S1G1G1S2S2G2G2P1P1S3S3G3G3S4S48 8S1S1G1G1S2S2P1P1G2G2S3S3P2P2S4S4印制电路板的设计与制

3、造印制电路板的设计与制造PCB层数的确定方法层数的确定方法PIN PIN 密度密度信号层数信号层数板层数板层数1.01.02 22 20.6-1.00.6-1.02 24 40.4-0.60.4-0.64 46 60.3-0.40.3-0.46 68 80.2-0.30.2-0.38 812120.20.210101414注：注：PIN PIN 密度密度= =板面积（平方英寸）板面积（平方英寸）/ /（板上管脚总数（板上管脚总数/14/14） 表表8-2 印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造2.地线的地线的EMC原则原则（1）正确选择单点与多点接地,如图8-1。单点接地单点接地多点接地

4、多点接地图图8-1印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造（2）数字地与模拟地分开 电路板上既有高速数字电路又有模拟电路时没有那个将它们的地线隔离后再分别于电源端相连 图图8-2 印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造8.2 内电层分割方法内电层分割方法 在系统提供的众多工作层中，有两层电性能图层，即信号层与内电层 。 信号层：信号层：被称为正片层，一般用于纯线路设计，包括外层线路和内层线路。 内电层：内电层：被称为负片层，即不布线、不放置任何元件的区域完全被铜膜覆盖，而布线或放置元件的地方则是排开了铜膜的。印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造8.2.1 内电层内电层 1.添

5、加内电层添加内电层 PCB设计中，内电层的添加及编辑是通过“图层堆栈管理器”来完成的。 在PCB 编辑器中，执行“Design”“Layer Stack Manager”命 令，打开“Layer Stack Manager”。单击选取信号层，新加的内电层将位于其下方。在这里选取的信号层，之后单击“Add Plane”按钮，一个新的内电层即被加入到选定的信号层的下方，如图8-3所示。 印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造对话框内可以设置内电层的名称、铜皮厚度、连接到的网络及障碍物宽度等。 图图8-3 印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造2.显示添加的内电层显示添加的内电层 执行“

6、Design”“Board Layers & Colors”命令，在打开的标签页“Board Layers & Colors”，选中所添加的内电层的“Ground”后面的“Show”复选框，使其可以在PCB工作窗口中显示出来。如图8-4。 图图8-4印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造 回到编辑窗口中，单击板层标签中的“Ground”，所添加的内电层即显示出来，在其边界围绕了一圈Pullback 线，如图8-6所示。 图图8-6印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造8.2.2 内电层分割内电层分割（1）单击板层标签中的内电层标签“Ground”，切换为当前的工作层

7、并单层显示。（2）执行“Place” “ Line”命令，光标变为十字形，放置光标在一条“Pullback”线上，可打开“Line Constrains”对话框设置线宽，如图8-8。印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造图图8-8印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造（3）单击鼠标右键退出直线放置状态，此时内电层被分割成了两个，连接网络都为“GND”，在PCB面板中可明显地看到，如图8-9所示。 图图8-9印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造 双击其中的某一区域，会弹出“Split Plane”对话框，如图8-10所示，在该对话框内可为分割后的内电层选择指定网络。图图8-1

8、0印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造8.3 设计四层设计四层PCB1.绘制边框绘制边框 按照图8-11所示绘制U盘的边框。 图图8-11印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造2.元器件布局元器件布局按照图8-12和8-13进行底层和顶层布局。 图图8-12图图8-13印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造3.布线布线（1）布线规则设置将间距设置为0.2mm，如图8-14所示。走线宽度设置如图8-15所示。过孔设置如图8-16所示。 图图8-14图图8-15印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造（2）自动布线 对布局后的电路板进行自动布线。方法是：执行菜单命令：Aut

9、o RouteAll，在弹出的对话框中点击按钮进行自动布线。图8-17和8-18分别为底层和顶层布线参考图。 图图8-16印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造图图8-17图图8-18印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造3.电源层内电层分割电源层内电层分割 按照前面结束的方法进行内电层分割，分割的参考图如图8-19所示。图图8-19印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造4.覆铜覆铜 执行菜单命令PlacePolygon Pour弹出对话框，然后按照如图8-20所示进行设置。然后对顶层和底层进行覆铜。图8-21和8-22分别为顶层和底层覆铜后的参考图。 图图8-20印制电路板

10、的设计与制造印制电路板的设计与制造底底层层顶顶层层图图8-21 图图8-22 印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造8.4 拓展训练拓展训练1. 绘制电路的原理图绘制电路的原理图顶层系统框图如图8-23所示。然后依次绘制各个电路模块部分的电路原理图如图8-248-33,详见教材。详见教材。 图图8-23 印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造2.PCB设计设计 绘制完成原理图后，新建一个PCB文档将项目文件和原理图文件全部加以保存。返回到系统框图位置执行菜单命令DesignUpdate PCB Document，完成PCB数据的更新。 设置印制电路板为68004500mil，放置元件进行布局（注意电路中有几种不同的电源+5V、+3.3V、D5V、E5V等，将其尽可能分开，以确保对电源层的处理），图8-34所示为元器件布局图。 印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造图图8-34印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造完成元件布局后对印制板进行层设置，如图8-35所示。安全间距设置如图8-36所示，走线宽度设置如图8-37所示。 图图8-35印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造图图8-36图图8-37印制电路板的设计与制造印制电路板的设计与制造在完成PCB规则设计后对PCB进行