第10章Protel 99SE 多層電路板設(shè)計.ppt

1、第10章 多層電路板設(shè)計,目 錄,10.1 多層電路板設(shè)計基礎(chǔ)知識 10.2 瀏覽內(nèi)電層 10.3 設(shè)置內(nèi)電層設(shè)計規(guī)則 10.4 添加內(nèi)電層 10.5 分割內(nèi)電層 10.6 鞏固練習(xí) 小結(jié),當(dāng)電路板的布線比較復(fù)雜或者是對電磁干擾要求較高時，就應(yīng)當(dāng)考慮采用多層板來設(shè)計電路板。 本章將簡要介紹多層電路板的設(shè)計。,10.1 多層電路板設(shè)計基礎(chǔ)知識,多層板：指的是4層或4層以上的電路板，它是在雙面板基礎(chǔ)上，增加了內(nèi)部電源層、內(nèi)部接地層以及若干中間信號層構(gòu)成的電路板。 電路板的工作層面越多，則可布線的區(qū)域就越多，使得布線變得更加容易。但是，多層板的制作工藝復(fù)雜，制作費(fèi)用也較高。,1概念辨析,內(nèi)電層：內(nèi)部

2、電源層簡稱內(nèi)電層，屬于多層板內(nèi)部的工作層面，是特殊的實(shí)心覆銅層。 設(shè)計者定義的每一個內(nèi)電層可以為電源網(wǎng)絡(luò)，也可以為地線網(wǎng)絡(luò)。 一個內(nèi)電層上可以安排一個電源網(wǎng)絡(luò)，也可以利用分割電源層的方法使多個電源網(wǎng)絡(luò)共享同一個電源層。 在Protel 99SE中，系統(tǒng)總共提供了16個內(nèi)電層。,反轉(zhuǎn)顯示：指的是在內(nèi)電層上有導(dǎo)線的區(qū)域，在實(shí)際生產(chǎn)出來的電路板中是刻蝕掉的，沒有銅箔；而在電路板設(shè)計中沒有導(dǎo)線的區(qū)域，在實(shí)際的電路板上卻是銅箔。這與前面頂層信號層和底層信號層上放置導(dǎo)線的結(jié)果正好相反，因此叫做反轉(zhuǎn)顯示。,2多層電路板的特點(diǎn),多層電路板與雙面板最大的不同就是增加了內(nèi)部電源層（保持內(nèi)電層）和接地層，電源和地線

3、網(wǎng)絡(luò)主要在電源層上布線。 但是，電路板布線主要還是以頂層和底層為主，以中間布線層為輔。 因此，多層板的設(shè)計與雙面板的設(shè)計方法基本相同，其關(guān)鍵在于如何優(yōu)化內(nèi)電層的布線，使電路板的布線更合理，電磁兼容性更好。,3內(nèi)電層連接方式,電源和接地網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)電層連接的方式主要有以下兩種。 【Relief Connect】：輻射連接。 電源或接地網(wǎng)絡(luò)與具有相同網(wǎng)絡(luò)名稱的內(nèi)電層連接時，采用輻射的方式連接，連接導(dǎo)線的數(shù)目有“2”和“4”兩種，如圖10-1所示。 【Direct Connect】：直接連接。 電源或接地網(wǎng)絡(luò)與具有相同網(wǎng)絡(luò)名稱的內(nèi)電層直接連接。,4多層電路板設(shè)計流程,多層板的設(shè)計與雙面板的設(shè)計方法基本相

4、同，其關(guān)鍵是需要添加和分割內(nèi)電層，因此多層電路板設(shè)計的基本步驟除了遵循雙面板設(shè)計的步驟外，還需要對內(nèi)電層進(jìn)行操作。 圖10-2所示為內(nèi)電層的設(shè)計流程。,圖10-1 兩種輻射連接的方式,圖10-2 內(nèi)電層設(shè)計流程,10.2 瀏覽內(nèi)電層,與內(nèi)電層具有相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的焊盤或過孔究竟是怎樣與內(nèi)電層相連的呢？ 本節(jié)將以系統(tǒng)安裝目錄“Design Explorer 99 SEExamples LCD Controller.Ddb”中的“LCD Controller.pcb”電路板為例介紹瀏覽內(nèi)電層的方法。 打開后的電路板如圖10-3所示。,圖10-3 示例電路板設(shè)計的局部,圖10-4 瀏覽內(nèi)電層,圖10-5

5、 焊盤與內(nèi)電層的4種連接方式,（a）四條導(dǎo)線的輻射連接方式,（b）沒有連接,（c）兩條導(dǎo)線的輻射連接方式,（d）直接連接的方式,導(dǎo)線,絕緣槽,焊盤,10.3 設(shè)置內(nèi)電層設(shè)計規(guī)則,內(nèi)電層設(shè)計規(guī)則主要包括內(nèi)電層安全間距限制設(shè)計規(guī)則和內(nèi)電層連接方式設(shè)計規(guī)則。 執(zhí)行菜單命令【Design】/【Rules】，打開電路板設(shè)計規(guī)則設(shè)置對話框，然后打開選項卡即可對內(nèi)電層設(shè)計規(guī)則進(jìn)行設(shè)置。 內(nèi)電層設(shè)計規(guī)則的設(shè)置方法與電路板布線設(shè)計規(guī)則的設(shè)置基本相同，本節(jié)只簡單介紹一下設(shè)計規(guī)則功能和各選項的意義。,1【Power Plane Clearance】內(nèi)電層安全間距限制設(shè)計規(guī)則 2【Power Plane Connec

6、t Style】內(nèi)電層連接方式設(shè)計規(guī)則,圖10-6 內(nèi)電層安全間距限制設(shè)計 規(guī)則設(shè)置對話框,圖10-7 內(nèi)電層連接方式設(shè)計規(guī)則 設(shè)置對話框,圖10-8 兩種輻射方式連接,（a）2條導(dǎo)線,（b）4條導(dǎo)線,10.4 添加內(nèi)電層,通過常規(guī)方法創(chuàng)建的PCB文件通常不具有內(nèi)電層，設(shè)計者可以通過手動的方法為電路板添加內(nèi)電層。 下面介紹添加內(nèi)電層的操作。,圖10-9 圖層堆棧管理器對話框,圖10-10 添加內(nèi)電層后的圖層堆棧管理器,圖10-11 編輯內(nèi)電層屬性對話框,10.5 分割內(nèi)電層,如果電路板設(shè)計比較復(fù)雜，需要多個網(wǎng)絡(luò)（一般為電源和接地網(wǎng)絡(luò)）共享一個內(nèi)電層時，就需要對內(nèi)電層進(jìn)行分割。 為了盡量簡化內(nèi)電

7、層的分割，設(shè)計者必須對具有電源網(wǎng)絡(luò)的焊盤和過孔進(jìn)行重新布局，盡量將具有同一個電源網(wǎng)絡(luò)的焊盤和過孔放置到一個相對集中的區(qū)域，使內(nèi)電層被分割的數(shù)目盡量少，而面積盡量大。,本節(jié)仍然以“LCD Controller.pcb”電路板為例介紹分割內(nèi)電層的方法。 為了方便介紹，僅為電路板上的網(wǎng)絡(luò)NetJ5_1分割出一片區(qū)域，并將該網(wǎng)絡(luò)連接放到分割出來的內(nèi)電層上。 示例電路局部如圖10-12所示。,圖10-12 分割內(nèi)電層示例文件,圖10-13 拆除NetJ5_1網(wǎng)絡(luò)布線的結(jié)果,NetJ5_1,圖10-14 顯示內(nèi)電層的結(jié)果,圖10-15 分割內(nèi)電層參數(shù) 設(shè)置對話框,圖10-16 分割內(nèi)電層 的結(jié)果,10.6

8、 鞏 固 練 習(xí),本節(jié)將以前面設(shè)計完成的“指示燈顯示電路.PCB”為例，鞏固多層電路板的設(shè)計。 設(shè)計完成的PCB電路板如圖10-17所示。,圖10-17 多層電路板設(shè)計實(shí)例,圖10-18 拆除電源網(wǎng)絡(luò)“VCC”和地線網(wǎng)絡(luò)“GND”的結(jié)果,圖10-19 添加內(nèi)電層的結(jié)果,圖10-20 設(shè)計好的多層電路板,小 結(jié),本章主要介紹多層電路板的設(shè)計。 （1）多層電路板設(shè)計基礎(chǔ)知識：介紹了多層電路板設(shè)計中幾個常用的概念、多層電路板的特點(diǎn)、內(nèi)電層連接方式及多層電路板設(shè)計流程。 （2）瀏覽內(nèi)電層：介紹了瀏覽內(nèi)電層的方法。 （3）設(shè)置內(nèi)電層設(shè)計規(guī)則：內(nèi)電層設(shè)計規(guī)則主要包括內(nèi)電層安全間距限制設(shè)計規(guī)則和內(nèi)電層連接方式