新闻  |   论坛  |   博客  |   在线研讨会
一到八层电路板的叠层设计方式
w646427095 | 2012-11-12 11:50:59    阅读:3304   发布文章

PCB电路板的叠层安排是对PCB的整个系统设计的基础。叠层设计如有缺陷,将最终影响到整机的EMC性能。总的来说叠层设计主要要遵从两个规矩:   1. 每个走线层都必须有一个邻近的参考层(电源或地层);   2. 邻近的主电源层和地层要保持最小间距,以提供较大的耦合电容;   下面列出从单层板到八层板的叠层:   一、单面板和双面板的叠层   对于两层板来说,由于板层数量少,已经不存在叠层的问题。控制EMI辐射主要从布线和布局来考虑;   单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出。造成这种现象的主要原因就是因是信号回路面积过大,不仅产生了较强的电磁辐射,而且使电路对外界干扰敏感。要改善线路的电磁兼容性,最简单的方法是减小关键信号的回路面积。   关键信号:从电磁兼容的角度考虑,关键信号主要指产生较强辐射的信号和对外界敏感的信号。能够产生较强辐射的信号一般是周期性信号,如时钟或地址的低位信号。对干扰敏感的信号是指那些电平较低的模拟信号。   单、双层板通常使用在低于10KHz的低频模拟设计中:   1 在同一层的电源走线以辐射状走线,并最小化线的长度总和;   2 走电源、地线时,相互靠近;在关键信号线边上布一条地线,这条地线应尽量靠近信号线。这样就形成了较小的回路面积,减小差模辐射对外界干扰的敏感度。当信号线的旁边加一条地线后,就形成了一个面积最小的回路,信号电流肯定会取道这个回路,而不是其它地线路径。   3 如果是双层线路板,可以在线路板的另一面,紧靠近信号线的下面,沿着信号线布一条地线,一线尽量宽些。这样形成的回路面积等于pcb线路板的厚度乘以信号线的长度。   二、四层板的叠层   推荐叠层方式:   2.1 SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;   2.2 GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;   对于以上两种叠层设计,潜在的问题是对于传统的1.6mm(62mil)板厚。层间距将会变得很大,不仅不利于控制阻抗,层间耦合及屏蔽;特别是电源地层之间间距很大,降低了板电容,不利于滤除噪声。   对于第一种方案,通常应用于板上芯片较多的情况。这种方案可得到较好的SI性能,对于EMI性能来说并不是很好,主要要通过走线及其他细节来控制。主要注意:地层放在信号最密集的信号层的相连层,有利于吸收和抑制辐射;增大板面积,体现20H规则。   对于第二种方案,通常应用于板上芯片密度足够低和芯片周围有足够面积(放置所要求的电源覆铜层)的场合。此种方案PCB的外层均为地层,中间两层均为信号/电源层。信号层上的电源用宽线走线,这可使电源电流的路径阻抗低,且信号微带路径的阻抗也低,也可通过外层地屏蔽内层信号辐射。从EMI控制的角度看,这是现有的最佳4层PCB结构。主要注意:中间两层信号、电源混合层间距要拉开,走线方向垂直,避免出现串扰;适当控制板面积,体现20H规则;如果要控制走线阻抗,上述方案要非常小心地将走线布置在电源和接地铺铜岛的下边。另外,电源或地层上的铺铜之间应尽可能地互连在一起,以确保DC和低频的连接性。   三、六层板的叠层   对于芯片密度较大、时钟频率较高的设计应考虑6层板的设计   推荐叠层方式:   3.1 SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;   对于这种方案,这种叠层方案可得到较好的信号完整性,信号层与接地层相邻,电源层和接地层配对,每个走线层的阻抗都可较好控制,且两个地层都是能良好的吸收磁力线。并且在电源、地层完整的情况下能为每个信号层都提供较好的回流路径。   3.2 GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;   对于这种方案,该种方案只适用于器件密度不是很高的情况,这种叠层具有上面叠层的所有优点,并且这样顶层和底层的地平面比较完整,能作为一个较好的屏蔽层来使用。需要注意的是电源层要靠近非主元件面的那一层,因为底层的平面会更完整。因此,EMI性能要比第一种方案好。   小结:对于六层板的方案,电源层与地层之间的间距应尽量减小,以获得好的电源、地耦合。但62mil的板厚,层间距虽然得到减小,还是不容易把主电源与地层之间的间距控制得很小。对比第一种方案与第二种方案,第二种方案成本要大大增加。因此,我们叠层时通常选择第一种方案。设计时,遵循20H规则和镜像层规则设计

*博客内容为网友个人发布,仅代表博主个人观点,如有侵权请联系工作人员删除。

参与讨论
登录后参与讨论
香港力思集团(我们的网站:http://www.pcbaok.com)成立于2002年,一直以来主要从事多层PCB抄板(克隆)、Layout、PCB设计,单片机解密,样机制作工作。7年的发展历程让我们也慢慢成熟起来,现已经拥有多个部门,包括PCB技术部,单片机(IC)解密部,技术调试部,采购部,市场部,售后服务部等,可为客户提供从单片机(IC)解密,PCB抄板,原理图反推,BOM制作,PCB生产,
推荐文章
最近访客