四層PCB(Printed Circuit Board,印制電路板)是指在兩層基板之間加入交錯層電路,其中兩層為信號層、兩層為電源層或地層,可提供更多的電路路徑和電源供電電容,以提高電路性能和抗干擾能力。下面將介紹四層PCB板的畫法和設(shè)計教程。

一、四層PCB板的結(jié)構(gòu)
四層PCB板由兩個電路板(表層板和底層板)和兩個介于兩層板之間的中間層板(信號層1和信號層2)組成。其中信號層1和信號層2各自與表層板和底層板形成一個電容,圖中所示為表層板-信號層1-信號層2-底層板的結(jié)構(gòu)。
二、四層PCB板的設(shè)計原理

1.信號層的選擇
通常在四層PCB板設(shè)計中,信號層1和信號層2都被作為信號層使用。但是在設(shè)計中需要根據(jù)具體的電路要求進行選擇。例如,對于高頻電路,建議將信號層2設(shè)計成地層;對于高密度電路,建議將信號層2設(shè)計成電源層。
2.電源和地層的規(guī)劃

在四層PCB板設(shè)計中,電源層和地層都至少設(shè)計兩層。理論上,數(shù)量越多越好,但在設(shè)計中要兼顧成本和實際需求。除了充分利用電源和地層之間的電容之外,電源層和地層保持一定的距離也是必要的。
3.信號層和電源層、地層之間的連接
在設(shè)計中,信號層和電源層、地層之間的連接是至關(guān)重要的。不適當(dāng)?shù)脑O(shè)置電源和地層間距或設(shè)計濾波電容,可能會引起芯片電壓波動,再次降低電路性能。因此,設(shè)計者應(yīng)該在連接上下功夫,以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。
三、四層PCB板的畫法
在開始四層PCB板設(shè)計之前,先了解一下四層PCB板畫法。
1.繪制表層板和底層板
首先,打開設(shè)計軟件并繪制表層板和底層板。把所有的元件和連線都放在表層板和底層板上。
2.繪制信號層1
使用畫圖工具在電容器之間繪制一個矩形。這個矩形應(yīng)該位于表層板和底層板之間—也就是說,矩形應(yīng)該跨越整個PCB。在矩形的正上方和正下方再繪制一個矩形。這兩個矩形用于表示信號層1和信號層2。
3.繪制信號層2
選擇信號層1板上的一些跨越矩形的中心線。從這些中心線向信號層2繪制涂有信號的路徑或曲線。
4.填充電源和地層
在電路板左側(cè)插入電源和地層。這些層應(yīng)該跨越整個電路板。為了將這些層與電路板表層板和底層板填充在一起,選擇 “fill” 工具并選擇電源或地層。
5.進行最后的檢查
經(jīng)過以上步驟完成后,進行最后的檢查。查看PCB板是否存在圖形重疊、連續(xù)性、導(dǎo)電性及電氣性等問題。
四、四層PCB板設(shè)計教程
以下是四層PCB板設(shè)計的幾個教程:
1.制定合理的原理圖。
在正式設(shè)計之前,先制定好合理的原理圖,包括元件的排布、連線路線等。
2.確定板子的尺寸和層數(shù)。
在制備原理圖之后,需要根據(jù)原理圖確定板子的尺寸和層數(shù)。在四層板的設(shè)計中,表層板和底層板通常厚度為 35um 或 70um,中間層的厚度為 18um。
3.元件的布局。
在設(shè)計四層 PCBB板時,必須細(xì)心且耐心地選擇元件的放置位置。最優(yōu)化的元件排布可以減少 PCB 的復(fù)雜度,提高電路性能和減少 PCB 的碳排放,且方便之后的 PCB 布線步驟。
4.信號層的連接。
在涉及到高頻、低噪或高靈敏度電路時,信號的傳輸很容易受到干擾。為最小化干擾,建議將信號層和電源層或地層之間的距離盡可能拉大。
5.電源與地層的連接。
電源層和地層與信號層的連接,是四層PCB板設(shè)計的重點。電源與地層之間的連線定位必須合理和對稱,以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。
以上是四層PCB板的畫法和設(shè)計教程。希望能夠幫助大家更好地理解四層PCB板的結(jié)構(gòu)及設(shè)計原理,從而更好地應(yīng)用于實際項目中。
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