什么是PCB疊層？PCB疊層設(shè)計(jì)原則

什么是PCB疊層？

一般情況下，當(dāng)設(shè)計(jì)普通單、雙面板時(shí)，無(wú)需考慮PCB的疊層問(wèn)題，通常直接選擇銅厚和板厚符合設(shè)計(jì)要求的覆銅板直接加工。但設(shè)計(jì)4層以上的PCB時(shí)，疊層設(shè)計(jì)直接影響PCB的性能和價(jià)格。

多層PCB由覆銅芯板（Core）、半固化片（prepreg，簡(jiǎn)稱(chēng)PP）與銅箔，一起按照疊層設(shè)計(jì)組合，經(jīng)過(guò)壓合制成。

在PCB開(kāi)始設(shè)計(jì)之前，Layout工程師會(huì)根據(jù)電路板的尺寸、電路的規(guī)模和電磁兼容（EMC）的要求確定PCB的層數(shù)，然后確定元器件的布局，最后確認(rèn)信號(hào)層、電源層和地層的劃分。

PCB疊層設(shè)計(jì)原則

PCB疊層需要從層數(shù)、信號(hào)類(lèi)型、板厚、材料選擇、銅厚、阻抗控制、EMI/EMC屏蔽、熱管理、成本和可測(cè)試性等多方面考慮。

滿(mǎn)足高速信號(hào)布線(xiàn)的信號(hào)完整性要求

對(duì)于關(guān)鍵信號(hào)線(xiàn)，需要構(gòu)建GND/Signal/GND的疊層組合，相鄰信號(hào)層的帶狀線(xiàn)，交叉垂直布線(xiàn)，以最小化串?dāng)_耦合。從信號(hào)完整性的角度來(lái)講，關(guān)鍵高速信號(hào)使用帶狀線(xiàn)（Stripline）布線(xiàn)，非關(guān)鍵高速信號(hào)可以選擇使用微帶線(xiàn)（Microstrip）布線(xiàn)。

如非必要，不建議使用寬邊耦合帶狀線(xiàn)（Broadside-Coupled Stripline ），PCB加工過(guò)程中的曝光和蝕刻的偏移都會(huì)造成重疊錯(cuò)位，加工過(guò)程困難而且難以保證阻抗的一致性。

微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)布線(xiàn)的類(lèi)型

pcb疊層設(shè)計(jì)方式有哪些

PCB疊層設(shè)計(jì)方式多種多樣，以下是一些常見(jiàn)的疊層設(shè)計(jì)方式：

對(duì)于信號(hào)層，通常每個(gè)信號(hào)層都與內(nèi)電層直接相鄰，與其他信號(hào)層有有效的隔離，以減小串?dāng)_。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以考慮多層參考地平面，以增強(qiáng)電磁吸收能力。

在多層板設(shè)計(jì)中，如10層板，根據(jù)電源層的需求，可能存在不同的疊層方案。例如，對(duì)于單一電源層的情況，一種方案是S G S S G P S S G S；對(duì)于需要兩電源層的情況，可以考慮S G S S G P S S P S的方案。

在具體疊層設(shè)置中，加大某些層之間的間距可以控制串?dāng)_，例如加大S1～S2、S3～S4的間距。

考慮到電磁吸收能力和電源阻抗，某些疊層方式可能具有更好的性能。例如，使用多層地參考平面的PCB板通常具有較好的電磁吸收能力。

疊層設(shè)計(jì)還需要考慮信號(hào)完整性、避免不連續(xù)性和環(huán)路的PCB層、電容去耦和磁通消除、避免不需要的阻抗和環(huán)路等因素。

疊層設(shè)計(jì)對(duì)電路有什么影響

疊層設(shè)計(jì)對(duì)電路的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，疊層設(shè)計(jì)可以有效地提高電源質(zhì)量，減少串?dāng)_和電磁干擾（EMI）。通過(guò)合理的疊層布局，如將信號(hào)層與電源層或地層相鄰，可以?xún)?yōu)化電磁場(chǎng)分布，降低各層之間的耦合干擾，提高電路的整體性能。

其次，疊層設(shè)計(jì)有助于節(jié)約成本。在有限的空間內(nèi)，通過(guò)增加電路層數(shù)，可以在不增加PCB面積的情況下提高電路的集成度，實(shí)現(xiàn)更多功能。這有助于減小電子設(shè)備的尺寸，滿(mǎn)足現(xiàn)代電子設(shè)備小型化的趨勢(shì)。

再者，疊層設(shè)計(jì)可以提高電路的抗干擾能力。通過(guò)在疊層中引入絕緣層，可以減小電路之間的干擾和串?dāng)_，提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。這對(duì)于高速、高頻率的電路來(lái)說(shuō)尤為重要，可以保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和完整性。

此外，疊層設(shè)計(jì)還可以降低電路的傳輸延遲。由于電路層之間的短距離傳輸，信號(hào)的傳輸時(shí)間可以大大降低，從而提高電路的工作效率。這對(duì)于需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用來(lái)說(shuō)具有重要意義。

需要注意的是，疊層設(shè)計(jì)也需要權(quán)衡各種因素。例如，雖然增加電路層數(shù)可以提高集成度和性能，但也會(huì)增加制造成本。同時(shí)，疊層設(shè)計(jì)的復(fù)雜度也會(huì)隨著層數(shù)的增加而提高，可能增加設(shè)計(jì)和制造的難度。因此，在進(jìn)行疊層設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮性能、成本、制造難度等因素，以找到最適合的疊層方案。

審核編輯：黃飛