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PCB電路板疊層設計要注意這些問(wèn)題
PCB電路板疊層設計要注意這些問(wèn)題
PCB電路板疊層設計需要注意哪些問(wèn)題？下面讓專(zhuān)業(yè)工程師告訴你。
在進(jìn)行疊層設計時(shí)，一定要遵循兩條規則：
1.每個(gè)走線(xiàn)層必須有一個(gè)相鄰的參考層（電源或地）；
2.相鄰的主電源平面和地平面應保持最小距離，以提供更大的耦合電容。
下面以二、四、六層板為例進(jìn)行說(shuō)明：
單面和雙面PCB的層壓
對于兩層板，控制EMI輻射主要是從布線(xiàn)和布局考慮。
單層板和雙層板的電磁兼容問(wèn)題越來(lái)越突出。造成這種現象的主要原因是信號回路面積過(guò)大，不僅產(chǎn)生強烈的電磁輻射，而且使電路對外界干擾敏感。要提高線(xiàn)路的電磁兼容性，最簡(jiǎn)單的辦法就是減小關(guān)鍵信號的環(huán)路面積；關(guān)鍵信號主要是指產(chǎn)生強輻射的信號和對外界敏感的信號。
單層和雙層通常用于10KHz以下的低頻模擬設計：
1）同層電源呈放射狀走線(xiàn)，盡量減少線(xiàn)長(cháng)之和；
2) 電源線(xiàn)和地線(xiàn)走線(xiàn)時(shí)，應相互靠近；在關(guān)鍵信號線(xiàn)一側鋪設地線(xiàn)，此地線(xiàn)應盡量靠近信號線(xiàn)。這樣就形成了更小的環(huán)路面積，降低了差模輻射對外界干擾的敏感性。
3）如果是雙層電路板，可以在電路板的另一面沿著(zhù)信號線(xiàn)鋪設地線(xiàn)，靠近信號線(xiàn)，線(xiàn)盡量寬。
四層板的層壓
1. SIG-GND(PWR)-PWR(GND)-SIG；
2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND；
對于上述兩種疊層設計，潛在問(wèn)題在于傳統的1.6mm (62mil)板厚。層間距會(huì )變得很大，不利于控制阻抗、層間耦合和屏蔽；尤其是電源地層間距過(guò)大，會(huì )降低單板電容，不利于濾除噪聲。
當板上的芯片很多時(shí)，通常使用第一種解決方案。這種方案可以獲得更好的SI性能，但對EMI性能不是很好，主要受布線(xiàn)等細節控制。
當板上的芯片密度足夠低并且芯片周?chē)凶銐虻膮^域時(shí)，通常使用第二種解決方案。在此方案中，PCB的外層為接地層，中間兩層為信號/電源層。從EMI控制的角度來(lái)看，這是目前最好的4層PCB結構。
主要注意事項：信號和電源混合層中間兩層之間的距離要加寬，走線(xiàn)方向要垂直，避免串擾；應適當控制板的面積以反映20H規則。
六層板的層壓
對于高芯片密度和高時(shí)鐘頻率的設計，應考慮6層板的設計。推薦的堆疊方式：
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG；
這種堆疊方案可以實(shí)現更好的信號完整性，信號層與地層相鄰，電源層和地層成對，每個(gè)走線(xiàn)層的阻抗都可以很好的控制，并且兩個(gè)地層都是很好的吸收磁場(chǎng)線(xiàn).
2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND；
這種方案只適用于器件密度不是很高的情況。這種疊層具有上述疊層的所有優(yōu)點(diǎn)，而且頂層和底層的地平面比較完整，可以作為較好的屏蔽層。因此，EMI 性能優(yōu)于第一種解決方案。
總結：第一種方案與第二種方案相比，第二種方案的成本大大增加。因此，我們通常在堆疊時(shí)選擇第一種解決方案。