PCB線路板疊層設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

PCB 線路板疊層設(shè)計(jì)要注意哪些問題呢？下面就讓專業(yè)工程師來告訴你。

做疊層設(shè)計(jì)時(shí)，一定要遵從兩個(gè)規(guī)矩：

1. 每個(gè)走線層都必須有一個(gè)鄰近的參考層(電源或地層)；

2. 鄰近的主電源層和地層要保持最小間距，以提供較大的耦合電容。

下面就讓我們舉例二、四、六層板來做說明：

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單面 PCB 板和雙面 PCB 板的疊層
對于兩層板來說，控制 EMI 輻射主要從布線和布局來考慮。

單層板和雙層板的電磁兼容問題越來越突出，造成這種現(xiàn)象的主要原因就是信號回路面積過大，不僅產(chǎn)生了較強(qiáng)的電磁輻射，而且使電路對外界干擾敏感。要改善線路的電磁兼容性，最簡單的方法是減小關(guān)鍵信號的回路面積；關(guān)鍵信號主要指產(chǎn)生較強(qiáng)輻射的信號和對外界敏感的信號。

單、雙層板通常使用在低于 10KHz 的低頻模擬設(shè)計(jì)中：

1）在同一層的電源以輻射狀走線，并最小化線的長度總和；

2）走電源、地線時(shí)，相互靠近；在關(guān)鍵信號線邊上布一條地線，這條地線應(yīng)盡量靠近信號線。這樣就形成了較小的回路面積，減小差模輻射對外界干擾的敏感度。

3）如果是雙層線路板，可以在線路板的另一面，緊靠近信號線的下面，沿著信號線布一條地線，線盡量寬些。

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四層板的疊層
1. SIG－GND(PWR)－PWR (GND)－SIG；

2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND；

以上兩種疊層設(shè)計(jì)，潛在的問題是對于傳統(tǒng)的 1.6mm（62mil）板厚。層間距將會變得很大，不利于控制阻抗、層間耦合及屏蔽；特別是電源地層之間間距很大，降低了板電容，不利于濾除噪聲。

第一種方案，通常應(yīng)用于板上芯片較多的情況。這種方案可得到較好的 SI 性能，對于 EMI 性能來說并不是很好，主要通過走線及其他細(xì)節(jié)來控制。

第二種方案，通常應(yīng)用于板上芯片密度足夠低和芯片周圍有足夠面積的場合。此種方案 PCB 的外層均為地層，中間兩層均為信號 / 電源層。從 EMI 控制的角度看， 這是現(xiàn)有的最佳 4 層 PCB 結(jié)構(gòu)。

主要注意：中間兩層信號、電源混合層間距要拉開，走線方向垂直，避免出現(xiàn)串?dāng)_；適當(dāng)控制板面積，體現(xiàn) 20H 規(guī)則。

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六層板的疊層
對于芯片密度較大、時(shí)鐘頻率較高的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮 6 層板的設(shè)計(jì)，推薦疊層方式：

1.SIG－GND－SIG－PWR－GND－SIG；

這種疊層方案可得到較好的信號完整性，信號層與接地層相鄰，電源層和接地層配對，每個(gè)走線層的阻抗都可較好控制，且兩個(gè)地層都是能良好的吸收磁力線。

2.GND－SIG－GND－PWR－SIG －GND；

該種方案只適用于器件密度不是很高的情況，這種疊層具有上面疊層的所有優(yōu)點(diǎn)，并且頂層和底層的地平面比較完整，能作為一個(gè)較好的屏蔽層 來使用。因此，EMI 性能要比第一種方案好。

小結(jié)：對比第一種方案與第二種方案，第二種方案成本要大大增加。因此，我們疊層時(shí)通常選擇第一種方案。

審核編輯黃昊宇