1. PCB编辑器的功能特点
AD16支持复杂的32层PCB设计。如果项目规模比较小,双面走线的PCB就能提供足够的走线空间,只需要启动“Top Layer(顶层)”和“Bottom Layer(底层)”的信号层以及对应的机械层、丝印层等层次即可,无需任何其他的信号层和内部电源层。2. PCB封装元件
封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。芯片的封装在PCB上通常表现为一组焊盘、丝印层上的边框及芯片的说明文字。焊盘是封装中最重要的组成部分,用于连接芯片的引脚,并通过PCB上的导线连接到PCB上的其他焊盘,进一步连接焊盘所对应的芯片引脚,实现电路功能。每个焊盘都有唯一的标号,以区别封装中的其他焊盘。丝印层上的边框和说明文字主要起指示作用,指明焊盘组所对应的芯片,方便PCB的焊接。焊盘的形状和排列是封装的关键组成部分,确保焊盘的形状和排列正确才能正确地建立一个封装。对于安装有特殊要求的封装,边框也需要绝对正确。3. 新建PCB文件
利用PCB板向导创建PCB文件利用菜单命令创建PCB文件利用模板创建PCB文件4. 电路板的板层
PCB一般包括很多层,不同的层包含不同的设计信息。制造商通常是将各层分开做,其后经过压制、处理,最后生成各种功能的电路板。4.1 电路板的分层
AD16提供了8种类型的工作层面
“Signal Layers(信号层)”:信号层即为铜箔层,主要完成电气连接。
AD16提供了32层信号层,分别为“Top Layer”“Mid Layer 1”“Mid Layer 2” …“Mid Layer 30”和“Bottom Layer”,各层以不同的颜色显示。在设计双面板时,一般只是用Top(顶层)和Bottom(底层)两层,当PCB层数超过4层时,就需要使用Mid(中间布线层)。“Internal Planes(中间层,也称内部电源与地线层)”:内部电源与地层也属于铜箔层,主要用于建立电源和地网络。
AD16提供了16层“Internal Planes”,分别为“Internal Layer 1”“Internal Layer 2”…“Internal Layer 16”,各层以不同的颜色显示。主要用于4层以上PCB作为电源和接地专用布线层,双面板不需要使用。“Mechanical Layers(机械层)”:机械层是用于描述电路板机械结构、标注及加工等说明使用的层面,不能完成电气连接特性。
AD16提供了16层机械层,各层以不同的颜色表示。“Drill Layers(钻孔位置层)”:用于绘制钻孔孔径和孔的定位,共有两层,即“Drill Drawing(过控钻孔层)”和“Drill Guide(过控引导层)”。“Solder Mask Layers(阻焊层)”:又称掩模层,主要用于保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方。
AD16共有4层掩模层,分别为“Top Paste(顶层锡膏防护层)”“Bottom Paste(底层锡膏防护层)”“Top Solder(顶层阻焊层)”“Bottom Solder(底层阻焊层)”,分别用不同颜色表示。“Paste Mask(锡膏防护层)”:主要用于有表面贴片元件的PCB,这是表面贴片元件的安装工艺所必要的,无表面贴片元件时不需要使用该层。共有两层:Top(顶层)和Bottom(底层)。“Silkscreen Layers(丝印层)”:通常在这上面会印上文字与符号,以标示出各零件在板子上的位置。丝印层也被称作图标面(legend)。
AD16提供两层丝印层,分别为“Top Overlayer”和“Bottom Overlayer”。一般Paste层留的孔会比焊盘小,
Pasta表面意思是指锡膏层,就是说可以用它来制作印刷锡膏的钢网,这层只需要露出所有需要贴片焊接的焊盘,并且开孔可能会比实际焊盘小。
然后,要往PCB上刷绿油(阻焊),这就是Solder层,Solder层要把Pad露出来,这就是我们在只显示Solder层时看到的小圆圈或小方圈,一般比焊盘大。
Solder表面意思是指阻焊层,就是用它来涂覆绿油等阻焊材料,从而防止不需要焊接的地方沾染焊锡的,这层会露出所有需要焊接的焊盘,并且开孔会比实际焊盘要大。
这几层一般为黄色(铜)或白色(锡)。
“Other Layers(其它层)”:其他层共有8层
- “Keep-Out Layer(禁止布线层)”:禁止布线层。只有在这里设置了布线框,才能启动系统的自动布局和自动布线功能。
- “Multi-Layer(多层)”:设置更多层,横跨所有的信号板层。
- “Connect(连接层)”“DRC Error(错误层)”、2个“Visible Grid(可视网格层)”“Pad Holes(焊盘孔层)”和“ViaHoles(过孔孔层)”。
4.2 常见的不同层数电路板
“Single-Sided Boards(单面板)”在最基本的PCB上元件集中在其中的一面,走线则集中在另一面上。
因为走线只出现在其中的一面,所以就称这种PCB为单面板。在单面板上通常只有底面也就是“Bottom Layer”覆上铜箔,元件的引脚焊在这一面上,主要完成电气特性的连接。顶层也就是“Top Layer”是空的,元件安装在这一面,所以又称为“元件面”。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,所以布线间不能交叉而必须绕走独自的路径),布通率往往很低,所以只有早期的电路及一些比较简单的电路才使用这类板子。“Double-Sides Boards(双面板)”
这种电路板的两面都有布线,不过两面的布线必须要在两面之间有适当的电路连接才行。
这种电路间的“桥梁”叫做过孔(via)。过孔是在PCB上充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。双面板通常无所谓元件面和焊接面,因为两个面都可以焊接或安装元件,但习惯地称“Bottom Layer(底层)”为焊接面,“Top Layer(顶层)”为元件面。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面),因此它适合用在比单面板复杂的电路上。相对于多层板而言,双面板的制作成本不高,在给定一定面积的时候通常能100%布通,因此一般都采用双面板。“Multi-Layer Boards(多层板)”
常用的多层板有4层板、6层板、8层板和10层板。简单的4层板是在Top Layer(顶层)和Bottom Layer(底层)的基础上增加了电源层和地线层,这一方面极大程度地解决了电磁干扰问题,提高了系统可靠性,另一方面提高了布通率,缩小了PCB的面积。6层板通常是在4层板的基础上增加两个信号层:Mid-Layer 1和Mid-Layer 2。8层板则通常包括1个电源层、2个地线层、5个信号层(Top Layer、Bottom、Mid-Layer 1、Mid Layer 2和Mid Layer 3)。10层板通常包括1个电源层、3个地线层、6个信号层。
多层板层数的设置很灵活,设计者可以根据实际情况进行合理设置,各种层的设置应尽量满足以下要求: 元件层的下面为地线层,它提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面。所有的信号层应尽可能与地平面相邻。尽量避免两信号层直接相邻。主电源应尽可能地与其对应地相邻。兼顾层压结构对称。