深圳宏力捷是專(zhuān)業(yè)從事PCB layout布線(xiàn)設(shè)計(jì)的PCB設(shè)計(jì)公司，擁有平均超過(guò)10年工作經(jīng)驗(yàn)的PCB設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，能熟練運(yùn)用市場(chǎng)主流PCB設(shè)計(jì)軟件，專(zhuān)業(yè)提供多層、高密度的PCB設(shè)計(jì)畫(huà)板業(yè)務(wù)。接下來(lái)為大家介紹PCB設(shè)計(jì)如何決定層數(shù)。
PCB設(shè)計(jì)層數(shù)的決定因素
通常PCB設(shè)計(jì)人員會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)電路原理圖的復(fù)雜程度來(lái)判斷按幾層板設(shè)計(jì)，主要是從原理圖中核心器件的出線(xiàn)以及器具布局的難易程度來(lái)決定。
常規(guī)的PCB應(yīng)該有多少層呢？
一、單面板
單面PCB主要用在非常簡(jiǎn)單的消費(fèi)電子產(chǎn)品上的，畢竟工藝簡(jiǎn)單，現(xiàn)在還用原始電路板材料便宜（FR-1或FR-2）和薄銅包層。單面板設(shè)計(jì)通常包含許多跳線(xiàn)來(lái)模擬雙面板上的電路布線(xiàn)。一般用在低頻電路比較多。因?yàn)檫@種類(lèi)型的設(shè)計(jì)很容易受到輻射噪聲的影響。所以設(shè)計(jì)這種類(lèi)型的電路板會(huì)比較麻煩，如果不是很注意的話(huà)，會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題的。雖然在復(fù)雜的設(shè)計(jì)中也有成功的案例，但都是需要經(jīng)過(guò)深思熟慮以及不斷驗(yàn)證才有實(shí)現(xiàn)的可能。舉一個(gè)一個(gè)例子，比如一個(gè)電視機(jī)，它將所有模擬電路放在機(jī)箱底部的單面板上，并使用金屬化CRT將電路板屏蔽在靠近電池組頂部的單獨(dú)數(shù)字調(diào)諧板上。如果需要大批量、低成本的生產(chǎn)PCB，那就需要自行發(fā)揮了。
二、雙面板
相對(duì)于單面板來(lái)說(shuō)，復(fù)雜一點(diǎn)的就是雙面板。有一些雙面板還是用FR-2材料，但目前更常用的是FR-4材料來(lái)生產(chǎn)。FR-4材料強(qiáng)度的增加更好地支持了過(guò)孔。因?yàn)橛袃蓪硬噪p面板更容易布線(xiàn)，并且可以通過(guò)在不同層上交叉走線(xiàn)來(lái)規(guī)劃信號(hào)。但是，模擬電路不建議使用交叉走線(xiàn)。在可能的情況下，底層盡可能保持完整當(dāng)做地平面，所有其他信號(hào)應(yīng)在頂層布線(xiàn)。底層做地平面有幾個(gè)好處：
1. 接地通常是電路中最常見(jiàn)的連接?？梢园颜逅械腉ND網(wǎng)絡(luò)放在底層來(lái)連接。
2. 增加了電路板的機(jī)械強(qiáng)度。
3. 降低了電路中所有接地連接的阻抗，從而減少了信號(hào)的傳導(dǎo)噪聲。
4. 為電路中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)增加了分布電容 - 有助于抑制輻射噪聲。
5. 可以屏蔽來(lái)自電路板下方的輻射噪聲。
三、多層板
雙面板盡管有其優(yōu)點(diǎn)，但并不是最好的構(gòu)造方法，特別是對(duì)于敏感或高速電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)。所以對(duì)于高速設(shè)計(jì)我們通常會(huì)使用多層板來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，最常見(jiàn)的板厚為1.6毫米，材料為FR-4，還會(huì)有獨(dú)立的GND或者POWER層等等。多層板本身需要注意的PCB設(shè)計(jì)事項(xiàng)就很多，下面我們要理清楚使用多層板設(shè)計(jì)的一些明顯原因：
1. 擁有獨(dú)立的電源和接地連接布線(xiàn)層。如果電源也在一個(gè)平面上，則其他的相同的電源網(wǎng)絡(luò)只需添加過(guò)孔就可以連接在一起了。
2. 其他層可用于信號(hào)布線(xiàn)，這樣可以為布線(xiàn)提供更多走線(xiàn)空間。
3. 電源和接地層之間將存在分布電容，從而降低高頻噪聲。
然而，多層板的其他原因可能并不明顯或不直觀(guān)，主要有如下兩點(diǎn)：
1. 更好的EMI/RFI抑制。由于圖像平面效應(yīng)，自Marconi時(shí)代以來(lái)就已為人所知。當(dāng)導(dǎo)體靠近平行導(dǎo)電表面放置時(shí)，大部分高頻電流將直接返回導(dǎo)體下方，沿相反方向流動(dòng)。平面內(nèi)導(dǎo)體的鏡像形成傳輸線(xiàn)。由于在傳輸線(xiàn)中電流相等且相反，因此它相對(duì)不受輻射噪聲的影響。而是非常有效地耦合信號(hào)。圖像平面效果與地面和電源平面同樣有效，但它們必須是連續(xù)的。任何間隙或不連續(xù)性都會(huì)導(dǎo)致有益效果迅速消失。
2. 減少小批量生產(chǎn)的總體項(xiàng)目成本。雖然多層板的制造成本較高，但FCC或其他機(jī)構(gòu)的EMI/RFI要求可能需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行昂貴的測(cè)試。如果存在問(wèn)題，可能需要推倒來(lái)重新進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，從而進(jìn)行額外的測(cè)試。與2層板PCB相比，多層板PCB的EMI / RFI性能可提高20 dB。如果產(chǎn)量很小，那么首先設(shè)計(jì)更好的的PCB是有意義的。
3.有效防止各種信號(hào)層之間的串?dāng)_問(wèn)題。
4. 生產(chǎn)工藝要求相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高，比起2層板設(shè)計(jì)，就不是那么一丁點(diǎn)的難度了。
以上就是關(guān)于PCB設(shè)計(jì)如何決定層數(shù)的介紹，如果您有電路板產(chǎn)品需要做PCB布線(xiàn)設(shè)計(jì)、PCB改版設(shè)計(jì)，歡迎聯(lián)系深圳宏力捷！
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