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多层 PCB 电路板设计规范

2025-05-20


多层 PCB 电路板在现代电子设备中广泛应用,其设计规范对于保障电路板的性能与可靠性至关重要,需从多个关键方面加以考量。

层间连接是基础且关键的环节。连接方式的选择尤为重要,铜皮连接因其良好的导电性与成本效益,在一般电路板中较为常用;金丝连接则适用于对信号传输质量要求极高、空间紧凑的场景,如高端通信设备。连接材料方面,铜箔凭借出色的导电性与性价比成为主流;金箔虽然成本高,但在一些对可靠性和信号完整性要求苛刻的航天、军工产品中应用。合理控制层间距离能有效减少信号传输干扰,一般而言,信号层与电源层间距需根据信号频率、电压等因素精确计算,通常在数 mil 至数十 mil 之间,确保信号在传输过程中稳定无串扰。

层间引线设计同样不容忽视。引线类型多样,单根引线适用于简单信号传输,多根引线可用于并行数据传输等复杂场景。引线长度和宽度对信号传输影响显著,过长过细的引线会增加电阻与电感,导致信号衰减、延迟,设计师需依据信号特性与电流承载能力,合理规划引线尺寸,如对于高频高速信号,引线宽度可能需控制在 3 - 5mil。采用阻抗匹配技术是保障信号完整性的关键,通过调整引线的特性阻抗,使其与信号源和负载阻抗相匹配,减少信号反射,常见方法有在引线上添加匹配电阻、电容等元件。

阻抗控制贯穿多层 PCB 设计始终。布局布线策略至关重要,高速信号线路应尽量短且直,避免直角、锐角布线,减少信号传输路径上的阻抗突变;同时,合理规划电源和地平面,电源层与地层紧密耦合,降低电源噪声干扰,例如将电源层靠近地层,利用二者之间的电容效应滤波。利用阻抗分析软件进行仿真验证是现代设计的重要手段,如常用的 HyperLynx 等软件,可在设计阶段模拟信号传输情况,提前发现阻抗不匹配问题并优化,确保电路板在实际工作中能稳定高效运行,满足复杂电子设备对信号传输质量的严格要求。


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