多板PCB设计
多板PCB设计
多板 PCB设计中的堆叠 PCB 与电缆连接相反，是当前非常流行的趋势，因为制造成本降低并提高了可靠性。电子设计解决方案架构师 Herbert Ritthaler 解释了在单个 CAD 画布上同时开发电路板的好处。
电动汽车等高级应用需要将专门的功能组合到连接的多板系统中。
虽然包含具有专用功能的 PCB 的模块已经存在了几十年，但所有电动汽车行业现在都在研究电路板的物理连接方式。
电路板堆叠的优势很多，其中大部分优势来自不再需要机械连接器和电缆。然而，这些好处是有代价的：设计过程现在更加复杂。
多板系统在单个外壳中包含两个或多个互连的 PCB。通常，董事会将扮演非常不同的角色。例如，如果您考虑电动汽车（即汽车、航空航天和其他运输领域转向电动传动系统和驱动的行业趋势），许多模块都是多板系统。一块板将作为控制器。另一个将用于接通和断开潜在的高电流负载。
虽然它们将共享许多共同的设计和制造考虑因素，但在涉及其特定角色时，PCB 将需要特别关注。在这方面，控制器板可能密度非常高，具有 BGA 器件（每个有数百个球）、倒装芯片器件、引线键合芯片和/或具有嵌入式组件；即 PCB 基板包含具有电阻和/或电容特性的结构。
控制器板还可能具有高速数字信号，甚至可能具有 RF 信号，并且通过阻抗匹配确保信号完整性将是最重要的。至于电源板，它可能需要处理数百安培，因此热管理可能是最大的挑战。
一体
包含具有专用功能的 PCB 的模块已经存在了几十年。然而，所有电动汽车行业现在都在研究这些电路板的物理连接方式。当前的趋势是将它们一个安装在另一个之上。控制器板就像电源板上的大型 BGA 设备一样放置。
将控制器板安装到电源板上是电动汽车领域的一个增长趋势，而 CAD 软件使工程师能够在单一环境中设计多个板。
电路板堆叠的优势很多，其中大部分优势来自不再需要机械连接器和电缆。例如，由于零件较少，因此可以节省成本，简化了组装（也是节省成本），并且由于没有使用连接器和电缆形成的“机械”链接，因此提高了可靠性。
然而，这些好处是有代价的。设计过程现在更加复杂，出于所有意图和目的，我们同时设计两个 PCB。至少是第一次，之后可能会在后续项目中使用一个或两个板。
显然，物理连接——即模块的凸点将与主板上的焊锡焊盘连接的地方——必须精确对齐并且电气正确，即板之间不应存在信号不匹配。
在单一环境中设计电路板——同样，可能有两个或更多——具有相当大的优势。例如，韬放电子 的 CR-8000 Design Force支持在单个画布中进行这种并发设计。在原理图级别，连接器符号用于表示板之间的接口。这些连接器最初作为每个板上的临时组件存在，并在两者之间建立连接。
具有设计力的多板PCB设计
出于布局目的，最好从控制器板开始。定义其形状和尺寸后，将放置所有标准组件。大多数将放置在顶部，但如前所述，嵌入（如果只是部分）是一种选择。Design Force 会自动创建一个临时组件，用于放置在控制器板的底部。这个临时组件最初存在于连接点交叉时，作为焊盘（或球，如果您更喜欢考虑 BGA）位置和焊盘堆叠的指示。
当设计存在于单一环境中并且设计人员可以粗略地看到板对板连接必须去的地方时，多板系统的设计会大大简化。
关于每个焊盘的放置，信号“意图”必须是一个因素。换句话说，对于必须与基板连接的信号，虽然从顶部组件的焊盘路由到底部最近的焊盘对于控制器板来说可能是实用的，但基板可能不方便接收信号来自那个物理位置的信号。
接下来，基板将被分配一个形状和尺寸。同样，将放置所有标准组件。控制器板将分配给基板原理图的临时组件，然后放置在其预期位置。
在设计多板系统时，任何打算安装在另一个板上的板都作为临时组件存在——这使得放置非常容
与将信号分配给控制器板上的焊盘一样，同样的考虑也适用于基板。例如，必须通过高速信号的阻抗匹配来保持信号完整性。在这里，在 Design Force 中在单个画布中工作的美妙之处在于，可以管理电路板之间转换的信号的阻抗匹配。
事实上，Design Force 有几个设计规则检查 (DRC) 可以标记违规行为，例如在路由大电流信号时未能保持合适的电流隔离距离。因此，如果一块板的焊盘被重新分配，则执行“更新”将使两个设计部分保持同步。例如，为了减少串扰，有时需要切换 LVDS 信号的 +ve 和 -ve 两半。如果信号转换板，则需要在两者上进行反转。
电气更新并不是唯一可以轻松实施的更新。有时，需要将一个或多个垫相对于其他垫移动。我们具有这种灵活性，因为控制器板的底面及其在基板上的位置作为临时组件存在。传统的 BGA 网格是默认的起始模式。
对你有利
在原理图入口和电路板布局级别为多板模块设计PCB的好处是相当可观的，而且这种做法越来越受欢迎。无论您将顶板视为“组件”还是单板的一部分（恰好具有不同的设计要求和规则）都是学术性的，并且始终确保电气和物理连续性（焊盘）。
此外，电路板技术是否有很大差异也没有关系。例如，如果模块的基板要靠近热源（例如内燃机或功率逆变器），则可以在 FR4 中对其进行原型设计，在工作台上进行功能验证，然后重新设计以用于陶瓷制品。控制器板将成为该板上的强制风冷组件。
丰乐壹博专注PCB设计,PCB Layout,PCBA一站式生产服务。
多板 PCB设计中的堆叠 PCB 与电缆连接相反，是当前非常流行的趋势，因为制造成本降低并提高了可靠性。电子设计解决方案架构师 Herbert Ritthaler 解释了在单个 CAD 画布上同时开发电路板的好处。
电动汽车等高级应用需要将专门的功能组合到连接的多板系统中。
虽然包含具有专用功能的 PCB 的模块已经存在了几十年，但所有电动汽车行业现在都在研究电路板的物理连接方式。
电路板堆叠的优势很多，其中大部分优势来自不再需要机械连接器和电缆。然而，这些好处是有代价的：设计过程现在更加复杂。
多板系统在单个外壳中包含两个或多个互连的 PCB。通常，董事会将扮演非常不同的角色。例如，如果您考虑电动汽车（即汽车、航空航天和其他运输领域转向电动传动系统和驱动的行业趋势），许多模块都是多板系统。一块板将作为控制器。另一个将用于接通和断开潜在的高电流负载。
虽然它们将共享许多共同的设计和制造考虑因素，但在涉及其特定角色时，PCB 将需要特别关注。在这方面，控制器板可能密度非常高，具有 BGA 器件（每个有数百个球）、倒装芯片器件、引线键合芯片和/或具有嵌入式组件；即 PCB 基板包含具有电阻和/或电容特性的结构。
控制器板还可能具有高速数字信号，甚至可能具有 RF 信号，并且通过阻抗匹配确保信号完整性将是最重要的。至于电源板，它可能需要处理数百安培，因此热管理可能是最大的挑战。
一体
包含具有专用功能的 PCB 的模块已经存在了几十年。然而，所有电动汽车行业现在都在研究这些电路板的物理连接方式。当前的趋势是将它们一个安装在另一个之上。控制器板就像电源板上的大型 BGA 设备一样放置。
将控制器板安装到电源板上是电动汽车领域的一个增长趋势，而 CAD 软件使工程师能够在单一环境中设计多个板。
电路板堆叠的优势很多，其中大部分优势来自不再需要机械连接器和电缆。例如，由于零件较少，因此可以节省成本，简化了组装（也是节省成本），并且由于没有使用连接器和电缆形成的“机械”链接，因此提高了可靠性。
然而，这些好处是有代价的。设计过程现在更加复杂，出于所有意图和目的，我们同时设计两个 PCB。至少是第一次，之后可能会在后续项目中使用一个或两个板。
显然，物理连接——即模块的凸点将与主板上的焊锡焊盘连接的地方——必须精确对齐并且电气正确，即板之间不应存在信号不匹配。
在单一环境中设计电路板——同样，可能有两个或更多——具有相当大的优势。例如，韬放电子 的 CR-8000 Design Force支持在单个画布中进行这种并发设计。在原理图级别，连接器符号用于表示板之间的接口。这些连接器最初作为每个板上的临时组件存在，并在两者之间建立连接。
具有设计力的多板PCB设计
出于布局目的，最好从控制器板开始。定义其形状和尺寸后，将放置所有标准组件。大多数将放置在顶部，但如前所述，嵌入（如果只是部分）是一种选择。Design Force 会自动创建一个临时组件，用于放置在控制器板的底部。这个临时组件最初存在于连接点交叉时，作为焊盘（或球，如果您更喜欢考虑 BGA）位置和焊盘堆叠的指示。
当设计存在于单一环境中并且设计人员可以粗略地看到板对板连接必须去的地方时，多板系统的设计会大大简化。
关于每个焊盘的放置，信号“意图”必须是一个因素。换句话说，对于必须与基板连接的信号，虽然从顶部组件的焊盘路由到底部最近的焊盘对于控制器板来说可能是实用的，但基板可能不方便接收信号来自那个物理位置的信号。
接下来，基板将被分配一个形状和尺寸。同样，将放置所有标准组件。控制器板将分配给基板原理图的临时组件，然后放置在其预期位置。
在设计多板系统时，任何打算安装在另一个板上的板都作为临时组件存在——这使得放置非常容
与将信号分配给控制器板上的焊盘一样，同样的考虑也适用于基板。例如，必须通过高速信号的阻抗匹配来保持信号完整性。在这里，在 Design Force 中在单个画布中工作的美妙之处在于，可以管理电路板之间转换的信号的阻抗匹配。
事实上，Design Force 有几个设计规则检查 (DRC) 可以标记违规行为，例如在路由大电流信号时未能保持合适的电流隔离距离。因此，如果一块板的焊盘被重新分配，则执行“更新”将使两个设计部分保持同步。例如，为了减少串扰，有时需要切换 LVDS 信号的 +ve 和 -ve 两半。如果信号转换板，则需要在两者上进行反转。
电气更新并不是唯一可以轻松实施的更新。有时，需要将一个或多个垫相对于其他垫移动。我们具有这种灵活性，因为控制器板的底面及其在基板上的位置作为临时组件存在。传统的 BGA 网格是默认的起始模式。
对你有利
在原理图入口和电路板布局级别为多板模块设计PCB的好处是相当可观的，而且这种做法越来越受欢迎。无论您将顶板视为“组件”还是单板的一部分（恰好具有不同的设计要求和规则）都是学术性的，并且始终确保电气和物理连续性（焊盘）。
此外，电路板技术是否有很大差异也没有关系。例如，如果模块的基板要靠近热源（例如内燃机或功率逆变器），则可以在 FR4 中对其进行原型设计，在工作台上进行功能验证，然后重新设计以用于陶瓷制品。控制器板将成为该板上的强制风冷组件。
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