除了大多數(shù)印刷電路板（PCB）設(shè)計(jì)軟件提供的常規(guī)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）以及設(shè)計(jì)PCB時(shí)必須遵循的各種標(biāo)準(zhǔn)外，還有其他一些重要的考慮因素適用于設(shè)計(jì)過(guò)程。除非首先對(duì)PCB進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，否則最終會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。這些注意事項(xiàng)雖然不完整，但可以總結(jié)如下：

l定義PCB疊層

l介紹合適的通孔類(lèi)型

l制定突圍策略

l檢查信號(hào)完整性

l檢查電源完整性

定義PCB疊層

這是設(shè)計(jì)多層板中最重要的步驟。隨著電路板成本的增加與層數(shù)成正比，在開(kāi)始時(shí)指定堆疊非常重要，因?yàn)檫@定義了PCB的最佳層數(shù)。這也有助于設(shè)計(jì)者/工程師在各個(gè)層上建立特征阻抗。在實(shí)際實(shí)踐中，定義PCB疊層/層數(shù)通常是在制造過(guò)程中做出的折衷，設(shè)計(jì)者/工程師便會(huì)通過(guò)這些過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的可靠性，成本目標(biāo)和良率。為了使設(shè)計(jì)人員了解PCB的堆疊方式，有必要讓他們知道制造商如何構(gòu)建多層PCB。

所有多層板均由面板形式的芯，預(yù)浸料和銅箔組成。核心本質(zhì)上是雙面PCB。它由兩面預(yù)先粘合有銅箔的剛性基礎(chǔ)層壓板組成。制造多層PCB時(shí)，制造商應(yīng)在芯的每一側(cè)放置一層或多層預(yù)浸料，然后每層再鋪一層銅箔。

在實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員從計(jì)算機(jī)上的PCB設(shè)計(jì)軟件生成Gerber文件，每層具有一組圖案，而鉆取文件則包含該層中所有孔的詳細(xì)信息。制造商首先對(duì)芯埋孔（如果需要）進(jìn)行鉆孔，然后對(duì)其進(jìn)行電鍍。下一步涉及根據(jù)最內(nèi)層的圖案進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)印，并在芯的兩側(cè)蝕刻銅箔。通常對(duì)銅圖案進(jìn)行化學(xué)涂層處理，以使其適合于與后續(xù)層的粘合。

預(yù)浸料是用未固化的樹(shù)脂對(duì)玻璃纖維布進(jìn)行預(yù)浸（預(yù)浸）而形成的。對(duì)于額外的層，PCB制造商使用壓力和熱量將銅箔和預(yù)浸料片粘合到成品芯上。該過(guò)程將預(yù)浸料中的樹(shù)脂固化，同時(shí)將面板粘合在一起。然后，使用深度控制的鉆孔機(jī)在構(gòu)建體兩側(cè)的銅箔上鉆孔以形成盲孔，然后對(duì)孔進(jìn)行電鍍。然后將兩層的銅圖案圖像轉(zhuǎn)移到面板上，并對(duì)側(cè)面進(jìn)行蝕刻。對(duì)所有后續(xù)層重復(fù)此過(guò)程。

一旦電路板的所有層都建立起來(lái)，最外面的銅層也將接受相同的鉆孔處理，包括盲孔和通孔，電鍍，圖像轉(zhuǎn)印以及后續(xù)蝕刻。在最外層上應(yīng)用了綠色掩模，以防止在焊接過(guò)程中發(fā)生意外短路，而絲網(wǎng)印刷的應(yīng)用有助于組件的安裝。然后，根據(jù)客戶(hù)要求對(duì)所有裸露的可焊銅焊盤(pán)進(jìn)行拋光處理。最后，布線機(jī)將各個(gè)板與面板分開(kāi)，并將PCB切割成所需的形狀和尺寸。

介紹合適的通孔類(lèi)型

在PCB上有多層時(shí)，它們之間必須有某種連接方式。設(shè)計(jì)人員使用各種類(lèi)型的鍍通孔來(lái)互連多層和組件上的電路。通常，這些是直通，埋入，盲孔和微型通孔，并且每個(gè)都有自己的功能。顧名思義，通孔提供了一種用于安裝帶引線組件的方法。這些孔貫穿整個(gè)堆棧，并將最頂層的電路連接到底層的電路，并將其連接到中間的任何其他層。

在PCB的兩個(gè)表面上都看不到埋孔，因?yàn)樗鼈冎饕B接除頂層和底層之外的內(nèi)層電路。盲孔將最外層的電路連接到任何內(nèi)層的電路。因此，盲孔僅在最外層的任何一層上可見(jiàn)。

諸如球柵陣列（BGA）等高度集成的封裝的推出，以及現(xiàn)代電子產(chǎn)品輪廓的縮小，也減少了PCB的可用空間。為了在有限的空間內(nèi)封裝更多電路，設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在使用微通孔。這些是直徑極小的通孔，通常被放置在焊盤(pán)和走線上，從而為設(shè)計(jì)人員提供了更多空間來(lái)布線。放置在焊盤(pán)或走線上的通孔是電鍍的，通常用銅填充和覆蓋。

設(shè)計(jì)人員應(yīng)確保選擇的過(guò)孔具有所需的載流能力。他們可以并聯(lián)其他通孔以建立必要的大電流路徑。

制定突圍策略

設(shè)計(jì)人員必須確保有可能在當(dāng)今非常普遍的高引腳數(shù)集成電路上進(jìn)行信號(hào)分配和布線，因?yàn)檫@也會(huì)影響PCB的堆疊。這可能需要大量使用深入堆棧中的微通孔和焊盤(pán)內(nèi)通孔。定義堆棧后，設(shè)計(jì)人員必須決定要用于電路板的布線策略-基于層的分組，傳統(tǒng)的East，West，North和South或混合樣式。

檢查信號(hào)完整性

這是設(shè)計(jì)好的PCB的重要部分。工程師通常會(huì)考慮諸如軌道長(zhǎng)度，特性阻抗以及信號(hào)在它們上的上升和下降時(shí)間之類(lèi)的問(wèn)題。他或她還將考慮駕駛員的驅(qū)動(dòng)力以及由于終止而導(dǎo)致的壓擺率。為了確保最佳性能，布局前和布局后信號(hào)完整性仿真非常有用，對(duì)串?dāng)_預(yù)算的考慮也是如此。

檢查電源完整性

現(xiàn)代高性能設(shè)備，尤其是ASIC和FPGA，通常在低電壓下工作，但需要大電流。因此，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)及其在多層板上的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的考慮具有更大的意義，并且在堆疊中定義電源層和接地層對(duì)于表征這種性能很重要。電源層和接地層相對(duì)于信號(hào)層的放置也會(huì)影響信號(hào)的完整性，特別是對(duì)于攜帶高頻或高速信號(hào)的走線而言。

結(jié)論

以上內(nèi)容并不一定涵蓋所有類(lèi)型的多層PCB設(shè)計(jì)的所有方面，而僅是提供一個(gè)良好起點(diǎn)的最重要的多層PCB。例如，用于電源電路的多層PCB的設(shè)計(jì)人員必須考慮更寬的走線，以承受更高的電流，將內(nèi)層用作控制接地，并使電源和控制接地保持分開(kāi)。

同樣，用于混合信號(hào)電路的多層板的設(shè)計(jì)人員必須考慮保護(hù)模擬接地免受噪聲影響，并使數(shù)字接地與模擬接地分開(kāi)。

最后，多層PCB設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮兩個(gè)非常重要的方面。首先，他們應(yīng)該與具有該領(lǐng)域公認(rèn)能力的PCB制造商合作。其次，設(shè)計(jì)人員應(yīng)與PCB供應(yīng)商保持聯(lián)系，以確保他們提出的設(shè)計(jì)是可制造的。