In modernen elektronischen Produkten ist PCB (Printed Circuit Board) zu einem unverzichtbaren Bestandteil geworden. Mit der zunehmenden Komplexität elektronischer Produkte und der kontinuierlichen Erweiterung der Funktionen nimmt die Anwendung mehrschichtiger Leiterplatten ständig zu. Unter ihnen die4-lagige Leiterplatte hat sich aufgrund seiner hohen Leistung und guten Entstörungsfähigkeit zu einem der am weitesten verbreiteten Designschemata entwickelt. Im Folgenden werden der Designprozess und die Schritte einer vierschichtigen Leiterplatte vorgestellt, damit Sie sie richtig zeichnen können.
Zunächst müssen wir die Struktur und Eigenschaften einer vierschichtigen Leiterplatte verstehen. Eine vierschichtige Leiterplatte besteht aus abwechselnd vier Schichten Kupferfolie und drei Schichten Dielektrikum. Die innere Schicht 1 und die innere Schicht 2 sind Signalschichten, die zur Signalübertragung verwendet werden; die äußere Schicht 1 und die äußere Schicht 2 sind Stromquellen und die Erdungsschichten dienen zur Stromversorgung und Erdung. Im Vergleich zu zweischichtigen Leiterplatten haben vierschichtige Leiterplatten eine bessere Signalintegrität und Entstörungsfähigkeit.
Im Folgenden sind die Entwurfsschritte für eine vierschichtige Leiterplatte aufgeführt:
1. Bestimmen Sie die Anzahl der Schichten der Leiterplatte: Bestimmen Sie basierend auf den Designanforderungen und der Signalkomplexität die Anzahl der Schichten der Leiterplatte und wählen Sie eine vierschichtige Platte als Designlösung.
2. Zeichnen Sie das schematische Diagramm einer Leiterplatte: Verwenden Sie eine Software zur elektronischen Designautomatisierung (EDA) wie AltiumDesigner oder Eagle, um das schematische Diagramm einer Leiterplatte zu zeichnen. Geben Sie im Schema die Verbindungsmethode, die Pin-Definition, den Signalpfad usw. des Geräts an.
3. Teilen Sie Signalschicht, Stromversorgung und Schicht auf: Trennen Sie gemäß dem schematischen Diagramm Signalschicht, Stromversorgung und Schicht separat und bestimmen Sie die Stapelreihenfolge der Signalschicht sowie die Position der Stromversorgung und Schicht.
4. Verbessern Sie das Layout der Signalschicht: Ordnen Sie die Position der elektronischen Komponenten und die Richtung der Signalleitungen in der Signalschicht sinnvoll an. Vermeiden Sie Signalleitungskreuzungen, übermäßige Nähe und Interferenzen.
5. Verbinden Sie die Signalschicht, die Stromversorgung und die Erdungsschicht: Verbinden Sie die Signalschicht, die Stromversorgung und die Erdungsschicht durch geeignete Strom- und Erdungsverbindungsmethoden, um einen vollständigen Schaltkreis zu bilden.
6. PCB-Layout erstellen: Erstellen Sie ein PCB-Layout basierend auf dem Layout der Signalschicht, der Stromversorgung und der Erdungsschicht. Während des Layoutprozesses sollte auf den Abstand zwischen den Komponenten, die Planung der Verkabelung und das Layout der Strom- und Erdungskabel geachtet werden.
7. Layoutdetails verbessern: Verfeinern Sie das PCB-Layout weiter entsprechend den Designanforderungen. Dazu gehört das Anpassen der Komponentenpositionen, das Optimieren der Verdrahtungspfade, das Hinzufügen von Durchgangslöchern und mechanischen Löchern usw.
8. Gerber-Datei exportieren: Exportieren Sie nach Abschluss des PCB-Layouts die Gerber-Datei. Die Gerber-Datei enthält die hierarchischen Informationen der Leiterplatte und die für die Herstellung erforderlichen Details wie Kupferschichten, Lötpads, Siebdruck usw.
9. Leiterplattenherstellung: Senden Sie Gerber-Dateien zur Herstellung an den Leiterplattenhersteller. Der Herstellungsprozess umfasst Prozesse wie Plattenauswahl, Beladen, Beschichtung der Außenschicht, Beschichtung der Innenschicht, Bohren, Galvanisieren, Maskieren und Lötpads.
10. Leiterplattenmontage abschließen: Montieren und löten Sie die Komponenten der hergestellten Leiterplatte, um die endgültige Leiterplattenmontage abzuschließen.