PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构 - CSDN文库

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PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构叠层设计层的排布原则和常用层叠结构

层叠结构是影响PCB板EMC性能的一个重要因素，也是抑制电磁干扰的一个重要手段。本文介绍多层PCB板层叠结构的相

关内容。

在设计多层PCB电路板之前，设计者需要首先根据电路的规模、电路板的尺寸和电磁兼容（EMC）的要求来确定所采用的电路板结构，

也就是决定采用4层，6层，还是更多层数的电路板。确定层数之后，再确定内电层的放置位置以及如何在这些层上分布不同的信号。这

就是多层PCB层叠结构的选择问题。

层叠结构是影响PCB板EMC性能的一个重要因素，也是抑制电磁干扰的一个重要手段。本文介绍多层PCB板层叠结构的相关内容。

对于电源、地的层数以及信号层数确定后，它们之间的相对排布位置是每一个PCB工程师都不能回避的话题；

层的排布一般原则：

1、确定多层PCB板的层叠结构需要考虑较多的因素。从布线方面来说，层数越多越利于布线，但是制板成本和难度也会随之增加。对于

生产厂家来说，层叠结构对称与否是PCB板制造时需要关注的焦点，所以层数的选择需要考虑各方面的需求，以达到最佳的平衡。对于有

经验的设计人员来说，在完成元器件的预布局后，会对PCB的布线瓶颈处进行重点分析。结合其他EDA工具分析电路板的布线密度；再

综合有特殊布线要求的信号线如差分线、敏感信号线等的数量和种类来确定信号层的层数；然后根据电源的种类、隔离和抗干扰的要求来

确定内电层的数目。这样，整个电路板的板层数目就基本确定了。

2、元件面下面（第二层）为地平面，提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面；敏感信号层应该与一个内电层相邻（内部电源/地

层），利用内电层的大铜膜来为信号层提供屏蔽。电路中的高速信号传输层应该是信号中间层，并且夹在两个内电层之间。这样两个内电

层的铜膜可以为高速信号传输提供电磁屏蔽，同时也能有效地将高速信号的辐射限制在两个内电层之间，不对外造成干扰。

3、所有信号层尽可能与地平面相邻；

4、尽量避免两信号层直接相邻；相邻的信号层之间容易引入串扰，从而导致电路功能失效。在两信号层之间加入地平面可以有效地避免

串扰。

5、主电源尽可能与其对应地相邻；

6、兼顾层压结构对称。

7、对于母板的层排布，现有母板很难控制平行长距离布线，对于板级工作频率在50MHZ以上的（50MHZ以下的情况可参照，适当放

宽），建议排布原则：

元件面、焊接面为完整的地平面（屏蔽）；

无相邻平行布线层；

所有信号层尽可能与地平面相邻；

关键信号与地层相邻，不跨分割区。

注：具体PCB的层的设置时，要对以上原则进行灵活掌握，在领会以上原则的基础上，根据实际单板的需求，如：是否需要一关键布线

层、电源、地平面的分割情况等，确定层的排布，切忌生搬硬套，或抠住一点不放。

8、多个接地的内电层可以有效地降低接地阻抗。例如，A信号层和B信号层采用各自单独的地平面，可以有效地降低共模干扰。

常用的层叠结构：

4层板

下面通过 4 层板的例子来说明如何优选各种层叠结构的排列组合方式。

对于常用的 4 层板来说，有以下几种层叠方式（从顶层到底层）。

（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）。

显然，方案 3 电源层和地层缺乏有效的耦合，不应该被采用。

那么方案 1 和方案 2 应该如何进行选择呢？

一般情况下，设计人员都会选择方案 1 作为 4层板的结构。选择的原因并非方案 2 不可被采用，而是一般的 PCB 板都只在顶层放置元器

件，所以采用方案 1 较为妥当。

但是当在顶层和底层都需要放置元器件，而且内部电源层和地层之间的介质厚度较大，耦合不佳时，就需要考虑哪一层布置的信号线较

少。对于方案 1而言，底层的信号线较少，可以采用大面积的铜膜来与 POWER 层耦合；反之，如果元器件主要布置在底层，则应该选

用方案 2 来制板。

如果采用层叠结构，那么电源层和地线层本身就已经耦合，考虑对称性的要求，一般采用方案 1。

6层板

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