PCB线路板叠层设计要注意哪些问题？

  PCB线路板叠层设计要注意哪些问题？

  文/中信华PCB

  PCB线路板叠层设计要注意哪些问题呢？下面就让专业工程师来告诉你。

  首先，做叠层设计时，一定要遵从两个规矩：

  1.每个走线层都必须有一个邻近的参考层(电源或地层)；

  2.邻近的主电源层和地层要保持最小间距，以提供较大的耦合电容。

  下面就让我们举例二、四、六层板来做说明：

  一、单面PCB板和双面PCB板的叠层

  对于两层板来说，控制EMI辐射主要从布线和布局来考虑；

  单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出。造成这种现象的主要原因就是信号回路面积过大，不仅产生了较强的电磁辐射，而且使电路对外界干扰敏感。要改善线路的电磁兼容性，最简单的方法是减小关键信号的回路面积；关键信号主要指产生较强辐射的信号和对外界敏感的信号。

  单、双层板通常使用在低于10KHz的低频模拟设计中：

  1）在同一层的电源以辐射状走线，并最小化线的长度总和；

  2）走电源、地线时，相互靠近；在关键信号线边上布一条地线，这条地线应尽量靠近信号线。这样就形成了较小的回路面积，减小差模辐射对外界干扰的敏感度。

  3）如果是双层线路板，可以在线路板的另一面，紧靠近信号线的下面，沿着信号线布一条地线，线尽量宽些。

  二、四层板的叠层

  1. SIG－GND(PWR)－PWR (GND)－SIG；

  2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND；

  以上两种叠层设计，潜在的问题是对于传统的1.6mm（62mil）板厚。层间距将会变得很大，不利于控制阻抗、层间耦合及屏蔽；特别是电源地层之间间距很大，降低了板电容，不利于滤除噪声。

  第一种方案，通常应用于板上芯片较多的情况。这种方案可得到较好的SI性能，对于EMI性能来说并不是很好，主要要通过走线及其他细节来控制。

  第二种方案，通常应用于板上芯片密度足够低和芯片周围有足够面积的场合。此种方案PCB的外层均为地层，中间两层均为信号 /电源层。从EMI控制的角度看， 这是现有的最佳4层PCB结构。

  主要注意：中间两层信号、电源混合层间距要拉开，走线方向垂直，避免出现串扰；适当控制板面积，体现20H规则。

  三、六层板的叠层

  对于芯片密度较大、时钟频率较高的设计应考虑6层板的设计，推荐叠层方式：

  SIG－GND－SIG－PWR－GND－SIG；

  这种叠层方案可得到较好的信号完整性，信号层与接地层相邻，电源层和接地层配对，每个走线层的阻抗都可较好控制，且两个地层都是能良好的吸收磁力线。

  2.GND－SIG－GND－PWR－SIG －GND；

  该种方案只适用于器件密度不是很高的情况，这种叠层具有上面叠层的所有优点，并且顶层和底层的地平面比较完整，能作为一个较好的屏蔽层 来使用。因此，EMI性能要比第一种方案好。

  小结：对比第一种方案与第二种方案，第二种方案成本要大大增加。因此，我们叠层时通常选择第一种方案。

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