PCB分层及堆叠.doc

PCB 分层及堆叠1． 概述多层印制板为了有更好的电磁兼容性设计使得印制板在正常工作时能满足电磁兼容和敏感度标准正确的堆叠有助于屏蔽和抑制 EMI2． 多层印制板设计基础多层印制板的电磁兼容分析可以基于克希霍夫定律和法拉第电磁感应定律根据克希霍夫定律，任何时域信号由源到负载的传输都必须有一个最低阻抗的路径根据以上两个定律，我们得出在多层印制板分层及堆叠中应遵徇以下基本原则；① 电源平面应尽量靠近接地平面，并应在接地平面之下② 布线层应安排与映象平面层相邻③ 电源与地层阻抗最低其中电源阻抗 Z0=其中 D 为电源平面同地平面之间的间距W 为平面之间的面积④ 在中间层形成带状线，表面形成微带线两者特性不同⑤ 重要信号线应紧临地层3． PCB 板的堆叠与分层① 二层板，此板仅能用于低速设计EMC 比较差② 四层板由以下几种叠层顺序下面分别把各种不同的叠层优劣作说明表一第一层 第二层 第三层 第四层第一种情况 GND S1+POWER S2+POWER GND第二种情况 SIG1 GND POWER SIG2第三种情况 GND S1 S2 POWER注：S1 信号布线一层，S2 信号布线二层；GND 地层 POWER 电源层 第一种情况，应当是四层板中最好的一种情况。

因为外层是地层，对 EMI 有屏蔽作用，同时电源层同地层也可靠得很近，使得电源内阻较小，取得最佳郊果但第一种情况不能用于当本板密度比较大的情况因为这样一来，就不能保证第一层地的完整性，这样第二层信号会变得更差另外，此种结构也不能用于全板功耗比较大的情况表中的第二种情况，是我们平时最常用的一种方式从板的结构上，也不适用于高速数字电路设计因为在这种结构中，不易保持低电源阻抗以一个板 2毫米为例：要求 Z0=50ohm. 以线宽为 8mil.铜箔厚为 35цm这样信号一层与地层中间是 0.14mm而地层与电源层为 1.58mm这样就大大的增加了电源的内阻在此种结构中,由于辐射是向空间的，需加屏蔽板，才能减少 EMI表中第三种情况，S1 层上信号线质量最好S2 次之对 EMI 有屏蔽作用但电源阻抗较大此板能用于全板功耗大而该板是干扰源或者说紧临着干扰源的情况下③ 六层板表二第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 第六层A S1 GND S2 S3 POWER S4B S1 S2 GND POWER S3 S4C S1 GND S2 POWER GND S3D GND S1 POWER GND S2 GNDA 种情况，是常见的方式之一，S1 是比较好的布线层。

S2 次之但电源平面阻抗较差布线时应注意 S2 对 S3 层的影响B 种情况，S2 层为好的布线层，S3 层次之电源平面阻抗较好C 种情况，这种情况是六层板中最好的情况，S1，S2，S3 都是好的布线层电源平面阻抗较好美中不足的是布线层同前两种情况少了一层D 种情况，在六层板中，性能虽优于前三种，但布线层少于前两种此种情况多在背板中使用④ 八层板表三第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 第六层 第七层 第八层A S1 S2 GND S3 S4 POWER S5 S6B S1 S2 S3 GND POWER S4 S5 S6C S1 GND S2 S3 S4 S5 POWER S6D S1 GND S2 S3 GND POWER S4 S5E S1 GND S2 S3 GND POWER S4 S5F S1 GND S2 GND POWER S3 GND S4八层板，如果要有 6 个信号层，以 A 种情况为最好但此种排列不宜用于高速数字电路设计如果是 5 个信号层，以 C 种情况为最好在这种情况中，S1，S2，S3 都是比较好的布线层同时电源平面阻抗也比较低如果是 4 个信号层，以表三中 B 种情况为最好。

每个信号层都是良好布线层在这几种情况中，相邻信号层应布线⑤ 十层板表四第一层第二层第三层 第四层第五层第六层 第七层 第八层 第九层第十层A S1 GND S2 S3 GND POWER S4 S5 GND S6B S1 GND S2 GND S3 POWER S4 S5 GND S6C S1 GND POWER S2 S3 GND S4 S5 GND S6D S1 GND S2 GND S3 GND POWER S4 GND S5E S1 GND S2 S3 GND POWER S4 GND S5 GNDF GND S1 S2 GND S3 S4 GND POWER S5 GND十层板如果有 6 个信号层，有 A，B，C 三种叠层顺序A 种情况为最好，C 种次之，B 种情况最差其它没有列出的情况，比这几种情况更差在 A 种情况中，S1，S6 是比较好的布线层S2，S3，S5 次之这中间要特别指出的是，A 同C，A 种情况之所以好于 C 种情况，主要原因是因为在 C 种情况中，GND 层同POWER 层的距离是由 S5 同 GND 层距离决定的这样就不一定能保证 GND 层同POWER 层的电源平面阻抗最小。

D 种情况应当说是十层板中综合性能最好的叠层顺序每个信号层都是优良的布线层E、F 多用于背板其中 F 种情况对 EMC的屏蔽作用要好于 E不足之处是在于两信号层相接，在布线上要注意总之，PCB 的分层及叠层是一个比较复杂的事情有多方面的因素要考虑但我们应当记住我们要完成的功能，需要那些关键因素这样才能找到一个符合我们要求的印制板分层及叠层顺序。