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4层以上的PCB设计,如何选取合适的叠层方案?

  • 发布时间:2021-01-05 08:46:30
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现在高速复杂的电路设计中常用到4层以上的PCB设计,如何选取合适的叠层呢?本文就常用的PCB叠层进行分析。

 

 

 

四层板叠层设计方案

 

1、层叠方案一:

TOP、GND2、PWR3、BOTTOM
 

此方案为业界现在主流4层选用方案。在主器件面(TOP)下有一个完善的地平面,为布线层。

 

在层厚设置时,地平面层和电源平面层之间的芯板厚度不宜过厚,以降低电源、地平面的分布阻抗,保证平面电容滤波效果。

 

2、层叠方案二:

TOP、PWR2、GND3、BOTTOM
 

如果主元件面设计在BOTTOM层或关键信号线在BOTTOM层的话,则第三层需排在一个完整地平面。

 

在层厚设置时,地平面层和电源平面层之间的芯板厚度同样不宜过厚。

 

3、层叠方案三:

GND1、S2、S3、GND4/PWR4
 

这种方案通常应用在接口滤波板、背板设计上。由于整板无电源平面,因此GND和PGND各安排在层和第四层。

 

表层(TOP层)只允许走少量短线,同样我们在S02、S03布线层进行铺铜,以保证表层走线的参考平面及控制层叠对称。

 

 

六层板叠层设计方案

 

1、层叠方案一:

TOP、GND2、S3、PWR4、GND5、BOTTOM此方案为业界现在主流6层选用方案,有3个布线层和3个参考平面。第4层和第5层之间的芯板厚度不宜过厚,以便获得较低的传输线阻抗。

 

低阻抗特性可以改善电源的退耦效果。

 

第3层是的布线层,时钟线等高风险线必须布在这一层,可以保证信号完整性和对EMI能量进行抵制。底层是次好的布线层。顶层是可布线层。

 

2、层叠方案二:

TOP、GND2、S3、S4、PWR5、BOTTOM当电路板上的走线过多,3个布线层安排不下的情况下,可以采用这种叠层方案。

 

这种方案有4个布线层和两个参考平面,但电源平面和地平面之间夹有两个信号层,电源平面与接地层之间不存在任何电源退耦作用。
 

由于第3层靠近地平面,因此它是的布线层,应安排时钟等高风险线。第1层、第4层、第6层是可布线层。
 

3、层叠方案三:

TOP、S2、GND3、PWR4、S5、BOTTOM此方案也有4个布线层和两个参考平面。

 

这种结构的电源平面/地平面采用小间距的结构,可以提供较低的电源阻抗和较好的电源退耦作用。
 

顶层和底层是较差的布线层。靠近接地平面的第2层是的布线层,可以用来布时钟等高风险的信号线。

 

在确保RF同流路径的条件下,也可以用第5层作为其他的高风险信号线的布线层。第1层和第2层、第5层和第6层应采用交叉布线。

 

 

八层板叠层设计方案

 

1、层叠方案一:

TOP、GND2、S3、GND4、PWR5、S6、GND7、BOTTOM此方案为业界现行八层PCB的主选层设置方案,有4个布线层和4个参考平面。这种层叠结构的信号完整性和EMC特性都是的,可以获得的电源退耦效果。
 

其顶层和底层是EMI可布线层。第3层和第6层相邻层都是参考平面,是的布线层。第3层两个相邻层都是地平面,因此是走线层。第4和第5层之间的芯板厚度不宜过厚,以便获得较低的传输线阻抗,这样可以改善电源的退耦效果。
 

2、层叠方案二:

TOP、GND2、S3、PWR4、GND5、S6、PWR7、BOTTOM与方案一相比,此方案适用于电源种类较多,一个电源平面处理不了的情况。第3层为布线层。主电源应安排在第4层,可以与主地相邻。
 

第7层的电源平面为分割电源,为了改善电源的退耦效果,在底层应采用铺地铜的方式。为了PCB的平衡和减小翘曲度,顶层也需要铺地铜。
 

3、层叠方案三:

TOP、S2、GND3、S4、S5、PWR6、S7、BOTTOM本方案有6个布线层和两个参考平面。这种叠层结构的电源退耦特性很差,EMI的抑制效果也很差。

 

其顶层和底层是EMI特性很差的布线层。紧靠接地平面的第2层和第4层是时钟线的布线层,应采用交叉布线。
 

紧靠电源平面的第5层和第7层是可接受的布线层。此方案通常用于贴片器件较少的8层背板设计,由于表层只有插座,因此表层可以大面积铺地铜。

 

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