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6层PCB设计指南
6层PCB设计指南
一旦您的4层PCB空间不足，就该升级到6层电路板了。附加层可以为您提供更多信号、附加平面对或混合导体的空间。与如何在PCB叠层中排列它们以及如何在6层PCB上布线相比，如何使用这些额外层并不重要。如果您以前从未使用过6层板，或者您遇到过难以解决的叠层EMI问题，请继续阅读以查看一些6层PCB设计指南和最佳实践。
为什么使用6层？
在开始制作电路板之前，我认为考虑使用6层PCB的原因很重要。除了简单地为信号添加更多路径之外，还有几个原因。6层叠层的最基本版本将采用与4层板上的 SIG/PWR/GND/SIG 叠层相同的方法，只是将信号放在叠层中心的另外两个上。实际上，从 EMC的角度来看，SIG/PWR/SIG/SIG/GND/SIG 是最差的6层PCB叠层，它可能只适用于在 DC下运行的电路板。
我会选择6层板而不是4层板的一些原因包括：
您使用的是4层SIG+PWR/GND/GND/SIG+PWR 叠层，并且您需要在表层上为组件提供更多空间。将PWR和SIG置于内部层可以与PWR/GND平面对实现更多去耦。
对于混合信号板，您可以有一个专用于模拟接口的整个表面层，并且会有一个额外的内部层用于较慢的数字路由。
您正在使用具有大量I/O数量的高速板，并且您想要一种将信号分离到板的不同层的好方法。您可以实施与 #1 中相同的策略。
在所有这些配置中，您只需添加一个额外的信号层，而不是两个。另一层专用于GND平面、电源轨或全电源平面。您的叠层将是您电路板中 EMC 和信号完整性以及您的布局和布线策略的主要决定因素。
了解有关6层PCB叠层及其EMC特性的更多提示
如何路由信号
在开始布线之前，让我们看一下您将在6层PCB中使用的典型PCB叠层：
6层PCB示例。
在这种叠层中，顶层和底层位于薄电介质上，因此这些层应用于阻抗控制信号。10 mil 可能是您应该使用的最厚电介质，因为这将需要 15-20 mil 宽度的微带布线，具体取决于介电常数。如果您使用差分对布线数字接口，间距也将允许减小走线宽度，这将允许您布线到更细间距的组件中。举个例子，我们为许多支持多个千兆位以太网通道的小型网络产品使用了上述堆叠的一个版本。
如果您需要在外层使用更小的走线宽度，只需减小外层电介质厚度（可能低至 4-5 mil），然后在 L3-L4 电介质上增加一些厚度，以达到您的电路板厚度目标. 接下来要考虑的一点是如何路由电源。
如何路由电源
在上述6层PCB叠层示例中，有一整层专用于PWR。这在 6 层PCB中通常是一种很好的做法，因为它可以为组件的表面腾出区域，并且通过通孔为这些组件供电会更容易。
仅作为示例，请看下图所示的BGA。这种特殊的BGA是典型的高速接口控制器，在多个电压下需要大量电流，因此很多球将连接到电源和地。在FPGA之类的东西中，您可能会在整个封装中找到多个用于电源和接地的引脚。将单层专用于供电可以让您将平面分解为轨道，以便在必要时可以在高电流下使用多个电压。这样，您就不需要在不同的电压下重叠这些轨道，从而防止出现额外的EMI问题。
在这个FPGA BGA封装中，您可以看到中心区域的多个引脚专用于GND和多个VCC轨。GND引脚可以直接连接到第2层的平面，而VCC引脚可以连接到第3层的不同电源轨。
请注意，仅仅因为您将电源放在内部层上，并不意味着您不能将电源放在其他地方。您仍然可以使用覆铜将其他信号层上的电源路由为轨道，或作为粗迹线。
如果您需要在6层板中进行大电流操作，可能在多个电压下，我建议使用额外的电源层而不是额外的信号层。换句话说，您将在叠层内部的内部层上有两个与接地交错的电源层。您甚至可以更进一步，在底层放置一个电源层，以获得更多电流处理能力。这将为您提供足够的空间来在大面积上布线，可能使用较重的铜，以确保低直流电阻和低功率损耗。
除了这些点之外，4层或8层板中用于确保EMC的其他重要路由策略也适用于6层板。如果您使用与上述示例6层堆叠类似的东西，您将更轻松地进行布线并确保信号和电源完整性。4层或8层板中的相同DFM考虑也适用于6层板；在开始创建布局、调整走线尺寸和布线之前，让制造商批准您的叠层。