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一．概述

印制板（PCB－Printed Circuit Board）也叫印制電路板、印刷電路板。多層印制板，就是指兩層以上的印制板，它是由幾層絕緣基板上的連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元件用的焊盤組成，既具有導(dǎo)通各層線路，又具有相互間絕緣的作用。隨著SMT（表面安裝技術(shù)）的不斷發(fā)展，以及新一代SMD（表面安裝器件）的不斷推出，如QFP、QFN、CSP、BGA（特別是MBGA），使電子產(chǎn)品更加智能化、小型化，因而推動了PCB工業(yè)技術(shù)的重大改革和進(jìn)步。自1991年IBM公司首先成功開發(fā)出高密度多層板（SLC）以來，各國各大集團(tuán)也相繼開發(fā)出各種各樣的高密度互連（HDI）微孔板。這些加工技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使了PCB的設(shè)計(jì)已逐漸向多層、高密度布線的方向發(fā)展。多層印制板以其設(shè)計(jì)靈活、穩(wěn)定可靠的電氣性能和優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性能，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中。

下面，作者以多年設(shè)計(jì)印制板的經(jīng)驗(yàn)，著重印制板的電氣性能，結(jié)合工藝要求，從印制板穩(wěn)定性、可靠性方面，來談?wù)劧鄬又瓢逶O(shè)計(jì)的基本要領(lǐng)。

二．印制板設(shè)計(jì)前的必要工作

1. 認(rèn)真校核原理圖：任何一塊印制板的設(shè)計(jì)，都離不開原理圖。原理圖的準(zhǔn)確性，是印制板正確與否的前提依據(jù)。所以，在印制板設(shè)計(jì)之前，必須對原理圖的信號完整性進(jìn)行認(rèn)真、反復(fù)的校核，保證器件相互間的正確連接。

2. 器件選型：元器件的選型，對印制板的設(shè)計(jì)來說，是一個十分重要的環(huán)節(jié)。同等功能、參數(shù)的器件，封裝方式可能有不同。封裝不一樣，印制板上器件的焊孔（盤）就不一樣。所以，在著手印制板設(shè)計(jì)之前，一定要確定各個元器件的封裝形式。

多層板在器件選型方面，必須定位在表面安裝元器件（SMD）的選擇上，SMD以其小型化、高度集成化、高可靠性、安裝自動化的優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品上。同時，在器件選用上，不僅要注意器件的特性參數(shù)應(yīng)符合電路的需求，也要注意器件的供應(yīng)，避免器件停產(chǎn)問題；同時應(yīng)意識到：目前很多國產(chǎn)器件，如片狀電阻、電容、連接器、電位器等的質(zhì)量已逐漸達(dá)到進(jìn)口器件的水平，且有貨源充足、交貨期短、價格便宜等優(yōu)勢。所以，在電路許可的條件下，應(yīng)盡量考慮采用國產(chǎn)器件。

三．多層印制板設(shè)計(jì)的基本要求

1．板外形、尺寸、層數(shù)的確定

任何一塊印制板，都存在著與其他結(jié)構(gòu)件配合裝配的問題，所以，印制板的外形與尺寸，必須以產(chǎn)品整機(jī)結(jié)構(gòu)為依據(jù)。但從生產(chǎn)工藝角度考慮，應(yīng)盡量簡單，一般為長寬比不太懸殊的長方形，以利于裝配，提高生產(chǎn)效率，降低勞動成本。

層數(shù)方面，必須根據(jù)電路性能的要求、板尺寸及線路的密集程度而定。對多層印制板來說，以四層板、六層板的應(yīng)用最為廣泛，以四層板為例，就是兩個導(dǎo)線層（元件面和焊接面）、一個電源層和一個地層，如下圖。



多層板的各層應(yīng)保持對稱，而且最好是偶數(shù)銅層，即四、六、八層等。因?yàn)椴粚ΨQ的層壓，板面容易產(chǎn)生翹曲，特別是對表面貼裝的多層板，更應(yīng)該引起注意。

2．元器件的位置及擺放方向

元器件的位置、擺放方向，首先應(yīng)從電路原理方面考慮，迎合電路的走向。擺放的合理與否，將直接影響了該印制板的性能，特別是高頻模擬電路，對器件的位置及擺放要求，顯得更加嚴(yán)格。合理的放置元器件，在某種意義上，已經(jīng)預(yù)示了該印制板設(shè)計(jì)的成功。所以，在著手編排印制板的版面、決定整體布局的時候，應(yīng)該對電路原理進(jìn)行詳細(xì)的分析，先確定特殊元器件（如大規(guī)模IC、大功率管、信號源等）的位置，然后再安排其他元器件，盡量避免可能產(chǎn)生干擾的因素。

另一方面，應(yīng)從印制板的整體結(jié)構(gòu)來考慮，避免元器件的排列疏密不均，雜亂無章。這不僅影響了印制板的美觀，同時也會給裝配和維修工作帶來很多不便。

3．導(dǎo)線布層、布線區(qū)的要求

一般情況下，多層印制板布線是按電路功能進(jìn)行，在外層布線時，要求在焊接面多布線，元器件面少布線，有利于印制板的維修和排故。細(xì)、密導(dǎo)線和易受干擾的信號線，通常是安排在內(nèi)層。大面積的銅箔應(yīng)比較均勻分布在內(nèi)、外層，這將有助于減少板的翹曲度，也使電鍍時在表面獲得較均勻的鍍層。為防止外形加工傷及印制導(dǎo)線和機(jī)械加工時造成層間短路，內(nèi)外層布線區(qū)的導(dǎo)電圖形離板緣的距離應(yīng)大于50mil，如下圖：


4．導(dǎo)線走向及線寬的要求

多層板走線要把電源層、地層和信號層分開，減少電源、地、信號之間的干擾。相鄰兩層印制板的線條應(yīng)盡量相互垂直或走斜線、曲線，不能走平行線，以減少基板的層間耦合和干擾。且導(dǎo)線應(yīng)盡量走短線，特別是對小信號電路來講，線越短，電阻越小，干擾越小。同一層上的信號線，改變方向時應(yīng)避免銳角拐彎。導(dǎo)線的寬窄，應(yīng)根據(jù)該電路對電流及阻抗的要求來確定，電源輸入線應(yīng)大些，信號線可相對小一些。對一般數(shù)字板來說，電源輸入線線寬可采用50～80mil，信號線線寬可采用6～10mil。印制板導(dǎo)線與允許通過的電流與電阻的關(guān)系如表一：

導(dǎo)線寬度（mm）
0.5
1.0
1.5
2.0

允許電流（A）
0.8
1.0
1.5
1.9

導(dǎo)線電阻（Ω/m）
0.7
0.41
0.31
0.25


表一 印制板導(dǎo)線與允許通過的電流和電阻的關(guān)系
布線時還應(yīng)注意線條的寬度要盡量一致，避免導(dǎo)線突然變粗及突然變細(xì)，有利于阻抗的匹配。

5．鉆孔大小與焊盤的要求

多層板上的元器件鉆孔大小與所選用的元器件引腳尺寸有關(guān)，鉆孔過小，會影響器件的裝插及上錫；鉆孔過大，焊接時焊點(diǎn)不夠飽滿。一般來說，元件孔孔徑及焊盤大小的計(jì)算方法為：
元件孔的孔徑＝元件引腳直徑（或?qū)蔷€）+（10～30mil）
元件焊盤直徑≥元件孔直徑＋18mil

至于過孔孔徑,主要由成品板的厚度決定,對于高密度多層板，一般應(yīng)控制在板厚∶孔徑≤5∶1的范圍內(nèi)。過孔焊盤的計(jì)算方法為:
過孔焊盤(VIA PAD)直徑≥過孔直徑＋12mil。

6．電源層、地層分區(qū)及花孔的要求：

對于多層印制板來說，起碼有一個電源層和一個地層。由于印制板上所有的電壓都接在同一個電源層上，所以必須對電源層進(jìn)行分區(qū)隔離，分區(qū)線的大小一般采用20～80mil的線寬為宜，電壓超高，分區(qū)線越粗。如下圖


焊孔與電源層、地層連接處，為增加其可靠性，減少焊接過程中大面積金屬吸熱而產(chǎn)生虛焊，一般連接盤應(yīng)設(shè)計(jì)成花孔形狀，如下圖：


與電源層、地層非連接功能的隔離盤應(yīng)設(shè)計(jì)為如下形狀：


隔離焊盤的孔徑≥鉆孔孔徑+20mil

6．安全間距的要求

安全間距的設(shè)定，應(yīng)滿足電氣安全的要求。一般來說，外層導(dǎo)線的最小間距不得小于4mil，內(nèi)層導(dǎo)線的最小間距不得小于4mil。在布線能排得下的情況下，間距應(yīng)盡量取大值，以提高制板時的成品率及減少成品板故障的隱患。

7．提高整板抗干擾能力的要求
多層印制板的設(shè)計(jì)，還必須注意整板的抗干擾能力，一般方法有：
a．在各IC的電源、地附近加上濾波電容，容量一般為473或104。
b．對于印制板上的敏感信號，應(yīng)分別加上伴行屏蔽線，且信號源附近盡量少布線。
c．選擇合理的接地點(diǎn)。

四．多層印制板外協(xié)加工要求

印制板的加工，一般都是外協(xié)加工，所以在外協(xié)加工提供圖紙時，一定要準(zhǔn)確無誤，盡量說明清楚，應(yīng)注意諸如材料的選型、壓層的順序、板厚、公差要求、加工工藝等等，都要說明清楚。在PCB導(dǎo)出GERBER時，導(dǎo)出數(shù)據(jù)建議采用RS274X格式，因?yàn)樗腥缦聝?yōu)點(diǎn)：CAM系統(tǒng)能自動錄入數(shù)據(jù)，整個過程不須人工參與，可避免許多麻煩，同時能保持很好的一致性，減少出差率。

總之，多層印制板的設(shè)計(jì)內(nèi)容包含很廣，在具體的設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)注意其工藝性、可加工性。只有通過不斷的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)的積累，才能設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的產(chǎn)品。 轉(zhuǎn)自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_59cf11180100fapz.html

PCB多層板布線方法

四層電路板布線方法：一般而言，四層電路板可分為頂層、底層和兩個中間層。頂層和底層走信號線，

中間層首先通過命令DESIGN／LAYER STACK MANAGER用ADD PLANE 添加INTERNAL PLANE1和INTERNAL PLANE2

分別作為用的最多的電源層如VCC和地層如GND（即連接上相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。注意不要用ADD LAYER，這會增

加MIDPLAYER，后者主要用作多層信號線放置），這樣PLNNE1和PLANE2就是兩層連接電源VCC和地GND的銅皮。

如果有多個電源如VCC2等或者地層如GND2等，先在PLANE1或者PLANE2中用較粗導(dǎo)線或者填充FILL（此時該導(dǎo)

線或FILL對應(yīng)的銅皮不存在，對著光線可以明顯看見該導(dǎo)線或者填充）劃定該電源或者地的大致區(qū)域

（主要是為了后面PLACE／SPLIT PLANE命令的方便），然后用PLACE／SPLIT PLANE在INTERNAL PLANE1和

INTERNAL PLANE2相應(yīng)區(qū)域中劃定該區(qū)域（即VCC2銅皮和GND2銅片，在同一PLANE中此區(qū)域不存在VCC了）

的范圍（注意同一個PLANE中不同網(wǎng)絡(luò)表層盡量不要重疊。設(shè)SPLIT1和SPLIT2是在同一PLANE中重疊兩塊，

且SPLIT2在SPLIT1內(nèi)部，制版時會根據(jù)SPLIT2的邊框自動將兩塊分開(SPLIT1分布在SPLIT的外圍)。

只要注意在重疊時與SPLIT1同一網(wǎng)絡(luò)表的焊盤或者過孔不要在SPLIT2的區(qū)域中試圖與SPLIT1相連就不會

出問題）。這時該區(qū)域上的過孔自動與該層對應(yīng)的銅皮相連,DIP封轉(zhuǎn)器件及接插件等穿過上下板的器件

引腳會自動與該區(qū)域的PLANE讓開。點(diǎn)擊DESIGN／SPLIT PLANES可查看各SPLIT PLANES。

protel99的圖層設(shè)置與內(nèi)電層分割
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????? PROTEL99的電性圖層分為兩種，打開一個PCB設(shè)計(jì)文檔按，快捷鍵L，出現(xiàn)圖層設(shè)置窗口。左邊的一種

???? （SIGNAL LAYER)為正片層，包括TOP LAYER、BOTTOM LAYER和MIDLAYER，中間的一種(INTERNAL PLANES)

????? 為負(fù)片層，即INTERNAL LAYER。這兩種圖層有著完全不同的性質(zhì)和使用方法。

????? 正片層一般用于走純線路，包括外層和內(nèi)層線路。負(fù)片層則多用來做地層和電源層。因?yàn)樵诙鄬影逯械?/p>

????? 地層和電源層一般都是用整片的銅皮來作為線路（或做為幾個較大塊的分割區(qū)域），如果用MIDLAYER即

????? 正片層來做的畫則必須用鋪銅的方式來實(shí)現(xiàn)，這樣將使整個設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)量非常大，不利于數(shù)據(jù)交流傳遞，

????? 且會影響設(shè)計(jì)刷新速度。而用負(fù)片則只需在外層與內(nèi)層的連接處生成一個花孔（THERMAL PAD）即可，對

????? 于設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)傳遞都非常有利。

????? 內(nèi)層的添加與刪除

????? 在一個設(shè)計(jì)中，有時會遇到變換板層的情況。如把較復(fù)雜的雙面板改為四層板，或把對信號要求較高的

????? 四層板升級為六層板等等。這時需要新增電氣圖層，可以如下*作：

????? DESIGN-LAYER STACK MANAGER,在左邊有當(dāng)前層疊結(jié)構(gòu)的示意圖。點(diǎn)擊想要添加新層位置的上面一個圖

????? 層，如TOP,然后點(diǎn)擊右邊的ADD LAYER(正片）或ADD PLANE(負(fù)片），即可完成新圖層的添加。

????? 注意如果新增的圖層是PLANE(負(fù)片）層的話，一定要給這個新層分配相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)（雙擊該層名）!這里分

????? 配的網(wǎng)絡(luò)只能有一個（一般地層分配一個GND就可以了），如果想要在此層（如作為電源層）中添加新

????? 網(wǎng)絡(luò)，則要在后面的操作中做內(nèi)層分割才能達(dá)到，所以這里先分配一個連接數(shù)量較多的網(wǎng)絡(luò)即可。

????? 如點(diǎn)擊ADD LAYER則會新增一個MIDLAYER（正片），應(yīng)用方法和外層線路完全相同。

?????
???? 如果想應(yīng)用混合電氣層，即既有走線又有電源地大銅面的方法，則必須使用ADD LAYER來生成的正片層
????
??? 來設(shè)計(jì)（原因見下）。

???? 內(nèi)電層的分割

??? 如果在設(shè)計(jì)中有不只一組電源，那可以在電源層中使用內(nèi)層分割來分配電源網(wǎng)絡(luò)。這里要用到的命令是：

??? PLACE-SPLIT PLANE,在出現(xiàn)的對話框中設(shè)定圖層，并在CONNECT TO NET處指定此次分割要分配的網(wǎng)絡(luò)，

??? 然后按照鋪銅的方法放置分割區(qū)域。放置完成后，在此分割區(qū)域中的有相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的孔將會自動生成花

??? 孔焊盤，即完成了電源層的電氣連接。可以重復(fù)操作此步驟直到所有電源分配完畢。當(dāng)內(nèi)電層需要分

??? 配的網(wǎng)絡(luò)較多時，做內(nèi)層分割比較麻煩，需要使用一些技巧來完成。

????? 此處還需要注意一個問題：PROTEL中有兩種大銅皮的電氣連接方式（不包括PLACE FILL),一種為

??? POLYGON PLANE,即普通的覆銅，此命令只能應(yīng)用于正片層，包括TOP/BOT/MIDLAYER，另一種為

??? SPLIT PLANE,即內(nèi)電層分割，此命令只能應(yīng)用于負(fù)片層即INTERNAL PLANE。應(yīng)注意區(qū)分這兩個命令的

??? 使用范圍。

????? 修改分割鋪銅的命令：EDIT-MOVE-SPLIT PLANE VERTICES

轉(zhuǎn)自：http://blog.163.com/tao_job/blog/static/46266598201045104448637/

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Altium Designer軟件中怎樣將Split Plane 菜單調(diào)出來

在PROTEL中是用Split來分割，而Altium Designer Summer 09中直接用Line，快捷鍵PL，來分割。
點(diǎn)擊“Place”（快捷鍵P→L）→“Line”→然后就可以畫定區(qū)域了→通過Shift+空格來改變畫線的方式→圈定一個區(qū)域之后→雙擊該區(qū)域→就可以定義你所需要的電源了。
??? 一種電源不能被另一種電源完全包圍。當(dāng)包圍另一種電源的電源不是最外層時，這種包圍就會造成回路。這樣制出來的電路板是錯誤的。
? ? 盡量將所有相同的電源過孔全部圈定在該區(qū)域中，極少量的較邊遠(yuǎn)的話可以在電路圖中用較粗導(dǎo)線連接；例如要給+5V的電源割出一塊，可采用這樣的方法：按住Ctrl鍵，鼠標(biāo)點(diǎn)擊任意一個+5V，然后所有的+5V點(diǎn)都會高亮顯示出來，通過“[”“]”可以增加/減小對比度。這樣你就知道+5V的電源都在哪些位置了。一一切割即可。

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轉(zhuǎn)自：http://altium.eetrend.com/blog/1953 博主自己補(bǔ)充： protel 99 se的PCB編輯器的place菜單： Altium Designer Summer 09的PCB編輯器的place菜單：
由圖可見99se中有place——Split Plane...命令，而在Altium Designer中則沒有此項(xiàng)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的PCB多层板的一些资料的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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