手機(jī)無(wú)線充電電路板堆疊設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在設(shè)計(jì)手機(jī)無(wú)線充電電路板時(shí)，需要考慮的最基本問(wèn)題之一是需要多少布線層、接地層和電源層才能實(shí)現(xiàn)電路所需的功能。 印制電路板布線層、接地層和電源層層數(shù)的確定，關(guān)系到電路功能、信號(hào)完整性、EMI、EMC、制造成本等要求。對(duì)于大多數(shù)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，存在很多相互矛盾的問(wèn)題。 對(duì)手機(jī)無(wú)線充電電路板的性能要求、目標(biāo)成本、制造技術(shù)和系統(tǒng)復(fù)雜度等因素提出要求。 手機(jī)無(wú)線充電電路板的堆疊設(shè)計(jì)通常是考慮多種因素后的折衷方案。 高速數(shù)字電路和發(fā)射電路通常采用多層板設(shè)計(jì)。 下面列出了級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)的8個(gè)原則。

1. 分層

在多層手機(jī)無(wú)線充電電路板中，通常包括信號(hào)層（S）、電源（P）層和地（GND）層。 電源層和接地層通常是不分割的實(shí)心平面，這將為相鄰信號(hào)線的電流提供良好的低阻抗電流返回路徑。 大多數(shù)信號(hào)層位于這些電源或接地參考平面層之間，形成對(duì)稱帶狀線或不對(duì)稱帶狀線。 多層手機(jī)無(wú)線充電電路板的頂層和底層通常用于放置元件和少量走線。 這些信號(hào)布線不宜太長(zhǎng)，以減少布線產(chǎn)生的直接輻射。

2.確定單電源參考平面

使用去耦電容是解決電源完整性的重要措施。 去耦電容只能放置在手機(jī)無(wú)線充電電路板的頂層和底層。 去耦電容的走線、焊盤、過(guò)孔都會(huì)嚴(yán)重影響去耦電容的效果，這就要求連接去耦電容的走線盡可能短、寬，與過(guò)孔連接的走線也盡可能短。例如，在高速數(shù)字電路中，可以將去耦電容放置在手機(jī)無(wú)線充電電路板的頂層，第二層可以分配給高速數(shù)字電路（例如處理器），如 電源層，第三層為信號(hào)層，第四層為高速數(shù)字電路地。 另外，還需要保證同一臺(tái)高速數(shù)字器件驅(qū)動(dòng)的信號(hào)走線以同一電源層為參考平面，這個(gè)電源層就是高速數(shù)字器件的電源層。

3.確定多電源參考平面

多電源參考平面將被劃分為多個(gè)具有不同電壓的實(shí)心區(qū)域。如果信號(hào)層靠近多重供電層，則靠近其的信號(hào)層上的信號(hào)電流將遇到不期望的返回路徑，導(dǎo)致返回路徑中出現(xiàn)間隙。對(duì)于高速數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，這種不合理的返回路徑設(shè)計(jì)可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的問(wèn)題，因此高速數(shù)字信號(hào)布線應(yīng)遠(yuǎn)離多電源參考平面。

4.確定多個(gè)接地參考平面

多個(gè)接地參考平面（地平面）可以提供良好的低阻抗電流返回路徑，從而可以降低共模EMl。接地層和電源層應(yīng)緊密耦合，信號(hào)層也應(yīng)與相鄰參考層緊密耦合。 這可以通過(guò)減少層間介質(zhì)的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5.合理設(shè)計(jì)接線組合

信號(hào)路徑交叉的兩層稱為“布線組合”。最好的布線組合設(shè)計(jì)是避免返回電流從一個(gè)參考平面流向另一個(gè)參考平面，而是從一個(gè)參考平面的一點(diǎn)（面）流向另一參考平面。 為了完成復(fù)雜的布線，路由的層間轉(zhuǎn)換是不可避免的。 在信號(hào)層間轉(zhuǎn)換時(shí)，需要保證返回電流能夠順利地從一個(gè)參考平面流向另一參考平面。 在設(shè)計(jì)中，將相鄰層作為布線組合是合理的。如果信號(hào)路徑需要跨越多層，將其作為布線組合通常不是合理的設(shè)計(jì)，因?yàn)榇┻^(guò)多層的路徑對(duì)于返回電流來(lái)說(shuō)并不平滑。 雖然可以通過(guò)在過(guò)孔附近放置去耦電容器或減少參考平面之間的電介質(zhì)厚度來(lái)減少接地彈簧，但這并不是一個(gè)好的設(shè)計(jì)。

6. 設(shè)置接線方向

在同一信號(hào)層上，應(yīng)保證大部分走線的方向與相鄰信號(hào)層的走線方向一致并正交。例如，可以將一個(gè)信號(hào)層的布線方向設(shè)置為“Y 軸”方向，將另一相鄰信號(hào)層的布線方向設(shè)置為“X 軸”方向。

7. 均勻?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)

從設(shè)計(jì)的手機(jī)無(wú)線充電電路板的疊層可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)典的疊層設(shè)計(jì)幾乎都是偶數(shù)層，而不是奇數(shù)層。這種現(xiàn)象是由多種因素造成的。從印刷電路板的制造工藝可以得知，電路板中的所有導(dǎo)電層都保存在核心層上。芯層一般采用雙面包層。當(dāng)核心層充分利用時(shí)，印刷電路板的導(dǎo)電層是均勻的。 均勻?qū)佑∷㈦娐钒寰哂谐杀緝?yōu)勢(shì)。奇數(shù)層PCB由于少了一層介質(zhì)和銅層，其原材料成本略低于偶數(shù)層PCB。但由于奇數(shù)層PCB需要在鐵芯結(jié)構(gòu)工藝的基礎(chǔ)上增加非標(biāo)準(zhǔn)疊片鐵芯邦定工藝，導(dǎo)致奇數(shù)層PCB的加工成本明顯高于偶數(shù)層PCB。 與普通鐵芯結(jié)構(gòu)相比，在鐵芯結(jié)構(gòu)外添加銅鍍層會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降、生產(chǎn)周期延長(zhǎng)。 在層壓和粘合之前，外芯層需要額外的工藝處理，這增加了外層被劃傷和錯(cuò)誤蝕刻的風(fēng)險(xiǎn)。額外的涂層處理將大大增加制造成本。