對于六層板的pcb以下哪種層疊結構設計emc性能最好？

2021-04-08

確定多層 PCB 板的層疊結構需要考慮較多的因素。從布線(xiàn)方面來(lái)說(shuō)，層數越多越利于布線(xiàn) 但是制層數越多越利于布線(xiàn)，但是制層數越多越利于布線(xiàn)

板成本和難度也會(huì )隨之增加。對于生產(chǎn)廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，層疊結構對稱(chēng)與否 PCB 板制造時(shí)需要關(guān)注的焦 層疊結構對稱(chēng)與否是 板成本和難度也會(huì )隨之增加

層疊結構對稱(chēng)與否 點(diǎn)，所以層數的選擇需要考慮各方面的需求，以達到最佳的平衡。

對于有經(jīng)驗的設計人員來(lái)說(shuō)，在完成元器件的預布局后，會(huì )對 PCB 的布線(xiàn)瓶頸處進(jìn)行重點(diǎn)分析 結

完成元器件的預布局后的布線(xiàn)瓶頸處進(jìn)行重點(diǎn)分析 頸處進(jìn)行重點(diǎn)分析。結

完成元器件的預布局后工具分析電路板的布線(xiàn)密度；再綜合有特殊布線(xiàn)要求的信號線(xiàn)如差分線(xiàn)、敏感信號線(xiàn) 有特殊布線(xiàn)要求的信號線(xiàn)如差分線(xiàn) 合其他 EDA

工具分析電路板的布線(xiàn)密度有特殊布線(xiàn)要求的信號線(xiàn)如差分線(xiàn)、敏感信號線(xiàn)等 的數量和種類(lèi)來(lái)確定信號層的層數 然后根據電源的種類(lèi)、來(lái)確定信號層的層數； 根據電源的種類(lèi)、 隔離和抗干擾的要求來(lái)確定內電層的數目。來(lái)確定信號層的層數 根據電源的種類(lèi) 隔離和抗干擾的要求來(lái)確定內電層的數目 這樣，整個(gè)電路板的板層數目就基本確定了。

確定了電路板的層數后，接下來(lái)的工作便是合理地排列各層電路的放置順序。在這一步驟中，需要考慮的因素主要有以下兩點(diǎn)：

（1）特殊信號層的分布

（2）電源層和地層的分布

如果電路板的層數越多，特殊信號層、地層和電源層的排列組合的種類(lèi)也就越多，如何來(lái)確定哪種組合方式最優(yōu)也越困難，但總的原則有以下幾條：

地層，利用內電層的大銅膜來(lái)為信號層提供屏蔽:

（1）信號層應該與一個(gè)內電層相鄰（內部電源 地層），利用內電層的大銅膜來(lái)為信號層提供屏蔽。

（2）內部電源層和地層之間應該緊密耦合，也就是說(shuō)，內部電源層和地層之間的介質(zhì)厚度應該取較）內部電源層和地層之間應該緊密耦合，也就是說(shuō)， 小的值，以提高電源層和地層之間的電容，增大諧振頻率。小的值，以提高電源層和地層之間的電容，增大諧振頻率。

（3）電路中的高速信號傳輸層應該是信號中間層，并且?jiàn)A在兩個(gè)內電層之間。這樣兩個(gè)內電層的銅膜可以為高速信號傳輸提供電磁屏蔽，同時(shí)也能有效地將高速信號的輻射限制在兩個(gè)內電層之間，不對外造成干擾。

（4）避免兩個(gè)信號層直接相鄰。相鄰的信號層之間容易引入串擾，從而導致電路功能失效;在兩信號層之間加入地平面可以有效地避免串擾。

（5）多個(gè)接地的內電層可以有效地降低接地阻抗;例如，A 信號層和 B 信號層采用各自單獨的地平 面，可以有效地降低共模干擾。

（6）兼顧層結構的對稱(chēng)性。

2.常用的層疊結構

下面通過(guò) 4 層板的例子來(lái)說(shuō)明如何優(yōu)選各種層疊結構的排列組合方式：

對于常用的 4 層板來(lái)說(shuō)，有以下幾種層疊方式（從頂層到底層）：

（1）Siganl_1（Top），GND（Inner_1），POWER（Inner_2），Siganl_2（Bottom）。

（2）Siganl_1（Top），POWER（Inner_1），GND（Inner_2），Siganl_2（Bottom）。

（3）POWER（Top），Siganl_1（Inner_1），GND（Inner_2），Siganl_2（Bottom）。

顯然，方案 3 電源層和地層缺乏有效的耦合，不應該被采用。

那么方案 1 和方案 2 應該如何進(jìn)行選擇呢？

一般情況下，設計人員都會(huì )選擇方案 1 作為 4 層板的結構。原因并非方案 2 不可被采用，而是一般的 PCB

板都只在頂層放置元器件，所以采用方案 1 較為

妥當。但是當在頂層和底層都需要放置元器件，而且內部電源層和地層之間的介質(zhì)厚度較大，耦合不佳時(shí)，就需要考慮哪一層布置的信號線(xiàn)較少。對于方案 1

而言，底層的信號線(xiàn)較少，可以采用大面積 的銅膜來(lái)與 POWER 層耦合；反之，如果元器件主要布置在底層，則應該選用方案 2 來(lái)制板。

在完成 4 層板的層疊結構分析后， 下面通過(guò)一個(gè) 6 層板組合方式的例子來(lái)說(shuō)明 6 層板層疊結構的排列 組合方式和優(yōu)選方法：

（1）Siganl_1（Top），GND（Inner_1），Siganl_2（Inner_2），Siganl_3（Inner_3），POWER

（In）。 方案 1 采用了 4 層信號層和 2

層內部電源/接地層，具有較多的信號層，有利于元器件之間的布線(xiàn)工作，但是該方案的缺陷也較為明顯，表現為以下兩方面：

① 電源層和地線(xiàn)層分隔較遠，沒(méi)有充分耦合

② 信號層 Siganl_2（Inner_2）和 Siganl_3（Inner_3）直接相鄰，信號隔離性不好，容易發(fā)生串擾

（2）Siganl_1（Top），Siganl_2（Inner_1），POWER（Inner_2），GND（Inner_3），Siganl_3 （In）。

方案 2 相對于方案 1， 電源層和地線(xiàn)層有了充分的耦合， 比方案 1 有一定的優(yōu)勢， 但是 Siganl_1 （Top） 和

Siganl_2（Inner_1）以及 Siganl_3（Inner_4）和 Siganl_4（Bottom）信號層直接相鄰，信號隔

離不好，容易發(fā)生串擾的問(wèn)題并沒(méi)有得到解決。

），GND（Inner_1）， ），Siganl_2（Inner_2）， ），POWER（Inner_3），），GND （3）Siganl_1（Top）， ） （ ）， （ ）， （ ）， （ ）， （Inner_）。）。

相對于方案 1 和方案 2，方案 3 減少了一個(gè)信號層，多了一個(gè)內電層，雖然可供布線(xiàn)的層面減少了，但是該方案解決了方案 1 和方案 2 共有的缺陷：

電源層和地線(xiàn)層緊密耦合

② 每個(gè)信號層都與內電層直接相鄰，與其他信號層均有有效的隔離，不易發(fā)生串擾

③ Siganl_2（Inner_2）和兩個(gè)內電層 GND（Inner_1）和 POWER（Inner_3）相鄰，可以用來(lái)傳 （ ） （ ）

（ ）相鄰，兩個(gè)內電層可以有效地屏蔽外界對 Siganl_2 Inner_2） 輸高速信號。 高速信號。 兩個(gè)內電層可以有效地屏蔽外界對（ ）

層的干擾和 Siganl_2 Inner_2） （ ） 對外界的干擾。

綜合各個(gè)方面，方案 3 顯然是最優(yōu)化的一種，同時(shí)，方案 3 也是 6 層板常用的層疊結構。