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Tim Haag:攻克PCB叠层中的层结构难题

十一月 23, 2021 | Tim Haag, Consultant
Tim Haag:攻克PCB叠层中的层结构难题

多年前我刚开始从事布局PCB时,是为一家计算机系统制造商工作,其PCB设计都是多层板。我从那里学到了很多知识,但也养成了一个不良习惯:我在布线的时候总是依赖于采用多层结构,而不是去规划出更高效的布局。

“没办法在布线的时候把总线纳入进去?没问题,我们加几层结构就可以了。”

可能问题并没有这么简单,记忆中这种处理方式并没有那么可靠。没错,他们对待板层数量非常宽容,而像叠层这样的关键结构决策,也是由其他人为我制定的。这件事在我职业生涯后期也显现出了不便之处,因为下一个雇主并不允许我随心所欲地确定板层数量,我也就没办法像之前那样来应对难题了。我不仅不能像之前那样随心所欲地增加板层,还要尽可能减少板层数量。也就意味着我要采用一整套新的设计准则,考虑不同的因素,和我之前熟悉的电路板叠层的设计准则和考虑因素完全不同。

我们都知道,要是想用最少的制造成本生产出性能最佳的电路板,需要投入很多时间和精力去权衡各个方面,最终才能在成本和性能之间找到平衡点。对于新手设计师而言,厘清与电路板相关的难点并找到平衡点是非常困难的。在刚着手设定电路板叠层时,需要考虑以下因素:

· 信号完整性
· 电源完整性
· 可放置性
· 布线线
· 可制造性
· 盈利能力

这些因素足以决定产品的成败,我甚至还没把可测试性或是否容易使设计师感到困惑这两个因素列进去。

但幸运的是,有很多同事帮我重新学习了PCB布局的一些基础知识。他们教我如何正确处理电路板叠层,以及为什么多层线路板比仅仅留出更多布线空间要复杂很多。我花了一些时间学习这些知识,但最终我更好地理解了不同板材和厚度之间的关系,以及如何考虑这些不同因素才能设计出合适的PCB。

我很幸运,有这些同事帮我了解印制线路板布局的艺术,并促使我进一步提升了认知。但现在的设计新手在遇到这类问题时又要向谁求助呢?企业文化在不断变化,经验丰富的设计师接连退休,但现在的趋势又是要求PCB布局从业者在更短的时间内完成更多工作。现在的孩子们要从哪里学习更先进的技术呢?比如如何正确设置电路板叠层?我认为,可从以下这些方面学到必要的知识:

电路板制造商:我和很多制造商沟通过,他们经常提起的一个话题就是希望在设计师设计PCB之前就能建立联系。他们通常有多年的电路板制造经验,所以更了解设计师遇到的多数难题。他们对制造工艺的性能和存在的局限也非常了解,非常熟悉所使用的PCB材料。他们想帮助设计师尽可能生成最好的叠层配置方案,因为客户的成功就是他们的成功。新设计师只需与制造商合作,就可以获取大量信息。

专业资源:现在的专业技术培训可能比你想象得要多。这些培训不仅涵盖PCB叠层主题,还涉及PCB设计的许多其他方面。设计行业不同组织举办了各种各样的研讨会和课程,参加这些学术活动很容易。行业中那些最聪明的从业者会在一些设计大会上进行专题演讲,并且会演示新产品,讲解新的设计方法和技术。此外,还可以找到数不胜数的在线视频、白皮书以及和设计有关的出版物。

新技术:行业最令人激动的事情之一就是推出了一些新工具来帮助PCB设计方和制造方更好地协作,其中就有IPC-2581数据交换格式。很多制造商现在可以从CAD系统中直接获取PCB信息,这样一来,就能生成完全适配需求的板层设置。之后,他们采用完全相同的数据格式将板层设置信息发回到CAD系统,被采纳到设计中。

你自己:将这些先进的PCB设计技巧传授给其他人的最佳途径之一也正是你自己。不论你在PCB布局上有多久的从业经验,你具备的知识对于那些刚刚开始的设计师而言肯定是非常宝贵的。不要惧怕向那些需要学习和帮助的新人伸出援手。

在各种各样的在线资源中,我想提一下《Design007 Magazine》。其中汇总了那些非常精通该领域的专业人士的真知灼见及相关信息和数据。如果有人问你如何才能找到与设计最适合采用的PCB叠层结构相关的专业资料,务必向他们推荐这本杂志。

在制造商、专业资源、新兴技术、同事和同行的帮助下,你能够为自己的PCB设计制造出完美的叠层。 

 

本文摘选刊登,更多内容可点击这里查看,文章发表于《PCB007中国线上杂志》11月号,更多精彩原创内容,欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

标签:
#PCB  #Design  #设计  #产品设计  #Tim Haag  #PCB叠层  #层结构  #难题 

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