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4層以上的PCB設(shè)計(jì),如何選取合適的疊層方案?

作者:sdxyx    發(fā)布時(shí)間:2023-05-23 08:51:23    瀏覽量:

現(xiàn)在高速?gòu)?fù)雜的電路設(shè)計(jì)中常用到4層以上的PCB設(shè)計(jì),如何選取合適的疊層呢?本文就常用的PCB疊層進(jìn)行分析。

  四層板疊層設(shè)計(jì)方案

  1、層疊方案一:

  TOP、GND2、PWR3、BOTTOM

  此方案為業(yè)界現(xiàn)在主流4層選用方案。在主器件面(TOP)下有一個(gè)完善的地平面,為布線層。

  在層厚設(shè)置時(shí),地平面層和電源平面層之間的芯板厚度不宜過(guò)厚,以降低電源、地平面的分布阻抗,保證平面電容濾波效果。

  2、層疊方案二:

  TOP、PWR2、GND3、BOTTOM

  如果主元件面設(shè)計(jì)在BOTTOM層或關(guān)鍵信號(hào)線在BOTTOM層的話,則第三層需排在一個(gè)完整地平面。

  在層厚設(shè)置時(shí),地平面層和電源平面層之間的芯板厚度同樣不宜過(guò)厚。

  3、層疊方案三:

  GND1、S2、S3、GND4/PWR4

  這種方案通常應(yīng)用在接口濾波板、背板設(shè)計(jì)上。由于整板無(wú)電源平面,因此GND和PGND各安排在層和第四層。

  表層(TOP層)只允許走少量短線,同樣我們?cè)赟02、S03布線層進(jìn)行鋪銅,以保證表層走線的參考平面及控制層疊對(duì)稱。

  六層板疊層設(shè)計(jì)方案

  1、層疊方案一:

  TOP、GND2、S3、PWR4、GND5、BOTTOM此方案為業(yè)界現(xiàn)在主流6層選用方案,有3個(gè)布線層和3個(gè)參考平面。第4層和第5層之間的芯板厚度不宜過(guò)厚,以便獲得較低的傳輸線阻抗。

  低阻抗特性可以改善電源的退耦效果。

  第3層是的布線層,時(shí)鐘線等高風(fēng)險(xiǎn)線必須布在這一層,可以保證信號(hào)完整性和對(duì)EMI能量進(jìn)行抵制。底層是次好的布線層。頂層是可布線層。

  2、層疊方案二:

  TOP、GND2、S3、S4、PWR5、BOTTOM當(dāng)電路板上的走線過(guò)多,3個(gè)布線層安排不下的情況下,可以采用這種疊層方案。

  這種方案有4個(gè)布線層和兩個(gè)參考平面,但電源平面和地平面之間夾有兩個(gè)信號(hào)層,電源平面與接地層之間不存在任何電源退耦作用。

  由于第3層靠近地平面,因此它是的布線層,應(yīng)安排時(shí)鐘等高風(fēng)險(xiǎn)線。第1層、第4層、第6層是可布線層。

  3、層疊方案三:

  TOP、S2、GND3、PWR4、S5、BOTTOM此方案也有4個(gè)布線層和兩個(gè)參考平面。

  這種結(jié)構(gòu)的電源平面/地平面采用小間距的結(jié)構(gòu),可以提供較低的電源阻抗和較好的電源退耦作用。

  頂層和底層是較差的布線層。靠近接地平面的第2層是的布線層,可以用來(lái)布時(shí)鐘等高風(fēng)險(xiǎn)的信號(hào)線。

  在確保RF同流路徑的條件下,也可以用第5層作為其他的高風(fēng)險(xiǎn)信號(hào)線的布線層。第1層和第2層、第5層和第6層應(yīng)采用交叉布線。

4層以上的PCB設(shè)計(jì),如何選取合適的疊層方案?(圖1)

  八層板疊層設(shè)計(jì)方案

  1、層疊方案一:

  TOP、GND2、S3、GND4、PWR5、S6、GND7、BOTTOM此方案為業(yè)界現(xiàn)行八層PCB的主選層設(shè)置方案,有4個(gè)布線層和4個(gè)參考平面。這種層疊結(jié)構(gòu)的信號(hào)完整性和EMC特性都是的,可以獲得的電源退耦效果。

  其頂層和底層是EMI可布線層。第3層和第6層相鄰層都是參考平面,是的布線層。第3層兩個(gè)相鄰層都是地平面,因此是走線層。第4和第5層之間的芯板厚度不宜過(guò)厚,以便獲得較低的傳輸線阻抗,這樣可以改善電源的退耦效果。

  2、層疊方案二:

  TOP、GND2、S3、PWR4、GND5、S6、PWR7、BOTTOM與方案一相比,此方案適用于電源種類較多,一個(gè)電源平面處理不了的情況。第3層為布線層。主電源應(yīng)安排在第4層,可以與主地相鄰。

  第7層的電源平面為分割電源,為了改善電源的退耦效果,在底層應(yīng)采用鋪地銅的方式。為了PCB的平衡和減小翹曲度,頂層也需要鋪地銅。

  3、層疊方案三:

  TOP、S2、GND3、S4、S5、PWR6、S7、BOTTOM本方案有6個(gè)布線層和兩個(gè)參考平面。這種疊層結(jié)構(gòu)的電源退耦特性很差,EMI的抑制效果也很差。

  其頂層和底層是EMI特性很差的布線層。緊靠接地平面的第2層和第4層是時(shí)鐘線的布線層,應(yīng)采用交叉布線。

  緊靠電源平面的第5層和第7層是可接受的布線層。此方案通常用于貼片器件較少的8層背板設(shè)計(jì),由于表層只有插座,因此表層可以大面積鋪地銅。


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