PADS Layout手机板盲埋孔的设计方案


在移动设备的PCB设计中,盲埋孔(Blind and Buried Vias)是一种重要的设计技术,尤其是在高密度互联电路(HDI)中应用广泛。随着移动设备性能的不断提升,电路板的设计要求也越来越高,盲埋孔技术的应用能够有效提升电路的信号完整性、降低电路板的厚度和增加布线的空间,从而实现更小的尺寸、更高的集成度和更好的电性能。
本文将详细探讨在PADS Layout中进行手机PCB设计时,如何设计盲埋孔,并且讨论主控芯片的型号及其在设计中的作用。内容包括盲埋孔的设计方法、设计规范、常见的主控芯片型号以及它们在手机设计中的关键角色。
盲埋孔设计概述
盲孔是指仅从电路板的一面贯穿到中间层,而不穿透整个PCB的孔;而埋孔则是在PCB的内部层之间形成的孔,不会从外层露出。盲埋孔的设计在高密度的PCB布局中至关重要,尤其是当电路板需要进行多层布线时。通过这种方式,设计师可以将多余的电源线和信号线隐藏在板内,从而减少外层的线路数量,提升信号的传输质量和PCB的整体性能。
1. 盲埋孔的设计要求与原则
孔径与层数选择:盲埋孔的孔径需要根据设计的层数来选择。一般来说,内层的信号和电源线需要通过埋孔或盲孔来完成布线。设计时应考虑内层的布线与外层的布线互不干扰,保证信号的完整性。
盲埋孔的尺寸限制:在设计盲埋孔时,孔径的选择要符合PCB厂商的制作能力。不同厂家有不同的孔径和厚度要求,一般来说,盲埋孔的最小孔径为0.2mm,最大孔径则依据实际情况而定。
盲埋孔的布线:盲孔和埋孔的布线设计应尽量避免交叉和重复布局,避免增加信号传输的延迟。布线时要特别注意信号层与电源层的分离,以减少电磁干扰。
选用合适的钻孔技术:盲埋孔的制作工艺通常包括激光钻孔或机械钻孔。激光钻孔精度高,但成本较高,适合高密度电路的设计;机械钻孔则适用于孔径较大的盲埋孔。
2. 盲埋孔的设计流程
盲埋孔的设计流程通常包括以下几个步骤:
设计需求分析:根据产品的功能要求确定所需的层数和盲埋孔数量。
PADS Layout布局设计:在PADS Layout软件中进行电路板的多层布线设计,选择合适的层数,并进行盲埋孔的预设。
信号线规划与层次设计:在布线时,合理分配信号线和电源线,确保盲埋孔的位置不会影响信号传输的质量。
进行信号完整性分析:在设计完成后,需要进行信号完整性分析,确保信号在通过盲埋孔时没有失真。
制造工艺确认:根据所选的PCB制造商的能力,确认盲埋孔的尺寸和数量,避免因工艺限制导致的设计问题。
主控芯片在手机设计中的作用
在手机的PCB设计中,主控芯片是电路板的核心组件之一,负责处理设备的所有运算、通信和控制任务。随着手机功能的增多,主控芯片的性能要求也越来越高,不仅需要高性能的处理能力,还需要低功耗、高集成度和良好的信号处理能力。以下是几种常见的主控芯片及其在设计中的作用:
1. Qualcomm Snapdragon 系列
代表型号:Snapdragon 8 Gen 2、Snapdragon 7 Gen 2、Snapdragon 6 Gen 1
作用: Snapdragon系列处理器是目前智能手机中应用最广泛的主控芯片之一,具有强大的计算能力和集成的通信功能(如5G、Wi-Fi、蓝牙等)。Snapdragon处理器通常集成了CPU、GPU、AI引擎、ISP(图像信号处理器)、调制解调器等多个功能模块,能够支持高效的视频处理、图像处理和机器学习等任务。在手机PCB设计中,Snapdragon芯片通常要求高效的电源管理设计和高速信号传输设计,因此盲埋孔在减少布线面积和提升信号质量方面发挥了重要作用。
2. Apple A系列处理器
代表型号:A16 Bionic、A17 Bionic
作用: Apple的A系列处理器主要应用于iPhone、iPad等产品,其独特之处在于Apple的垂直整合,使得硬件和软件可以做到极致的优化。A系列芯片采用了先进的制程工艺,集成了强大的CPU、GPU、神经网络引擎和图像处理单元(ISP)。在PCB设计中,A系列处理器对信号完整性和电源管理的要求极高,尤其是在高速信号传输和电源去耦方面,盲埋孔的设计可以有效降低PCB面积,避免过多的外部信号干扰。
3. MediaTek Dimensity 系列
代表型号:Dimensity 1200、Dimensity 9000、Dimensity 8200
作用: MediaTek的Dimensity系列是针对高端智能手机市场推出的移动处理平台,支持5G、AI加速、高清视频和高速处理能力。在设计中,Dimensity芯片往往需要处理复杂的计算任务和大量的数据交换,PCB设计中对于高速信号的传输要求非常高,因此盲埋孔技术能够帮助优化信号传输路径,减少PCB空间的浪费,并提高信号的质量。
4. Samsung Exynos 系列
代表型号:Exynos 2200、Exynos 1380、Exynos 1080
作用: Exynos系列芯片是三星自主研发的处理器,广泛应用于三星的手机中。Exynos芯片通常集成了CPU、GPU、调制解调器和AI模块,在处理性能和功耗方面有着出色的表现。在PCB设计中,Exynos芯片的高速信号传输和电源管理设计需要特别关注,通过使用盲埋孔来优化布线、减少外部干扰和提升电源供应的稳定性。
盲埋孔在主控芯片设计中的重要性
在现代手机PCB设计中,盲埋孔的设计不仅是为了节省空间和布线面积,更重要的是为了提高信号的传输质量,尤其是当主控芯片与外设之间的高速信号传输需要经过多层布线时。通过盲埋孔的使用,设计师能够有效地降低信号传输的延迟,减少串扰和噪声,提高系统的稳定性。
例如,在Snapdragon处理器或Apple A系列芯片的设计中,盲埋孔能够有效避免信号路径的交叉,使得高速信号能够以最短路径通过PCB,提高信号的完整性。同时,在电源设计上,盲埋孔也能够有效减少电源线与信号线的交叉,降低电源噪声对信号的干扰。
结论
在手机PCB设计中,盲埋孔技术的应用极大地提升了设计的灵活性和性能。随着手机主控芯片性能的不断提升,盲埋孔的设计已成为不可或缺的一部分,帮助优化布线、提升信号传输质量,并且减少电源噪声的影响。结合主控芯片的特点和设计要求,合理规划盲埋孔的布局能够有效提升PCB的整体性能,满足高密度、高速信号传输的需求。
责任编辑:David
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