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对于六层板的pcb以下哪种层叠结构设计emc性能最好?


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 但是制层数越多越利于布线,但是制层数越多越利于布线

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 PCB 板制造时需要关注的焦 层叠结构对称与否是 板成本和难度也会随之增加

层叠结构对称与否 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

完成元器件的预布局后的布线瓶颈处进行重点分析 颈处进行重点分析。结

完成元器件的预布局后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 有特殊布线要求的信号线如差分线 合其他 EDA

工具分析电路板的布线密度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、来确定信号层的层数; 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。来确定信号层的层数 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。

确定了电路板的层数后,接下来的工作便是合理地排列各层电路的放置顺序。在这一步骤中,需要考虑的因素主要有以下两点:

(1)特殊信号层的分布

(2)电源层和地层的分布

如果电路板的层数越多,特殊信号层、地层和电源层的排列组合的种类也就越多,如何来确定哪种组合方式最优也越困难,但总的原则有以下几条:

地层,利用内电层的大铜膜来为信号层提供屏蔽:

(1)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。

(2)内部电源层和地层之间应该紧密耦合,也就是说,内部电源层和地层之间的介质厚度应该取较)内部电源层和地层之间应该紧密耦合,也就是说, 小的值,以提高电源层和地层之间的电容,增大谐振频率。小的值,以提高电源层和地层之间的电容,增大谐振频率。

(3)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。

(4)避免两个信号层直接相邻。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)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。

(6)兼顾层结构的对称性。

2.常用的层叠结构

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。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。

在完成 4 层板的层叠结构分析后, 下面通过一个 6 层板组合方式的例子来说明 6 层板层叠结构的排列 组合方式和优选方法:

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

(In)。 方案 1 采用了 4 层信号层和 2

层内部电源/接地层,具有较多的信号层,有利于元器件之间的布线工作,但是该方案的缺陷也较为明显,表现为以下两方面:

① 电源层和地线层分隔较远,没有充分耦合

② 信号层 Siganl_2(Inner_2)和 Siganl_3(Inner_3)直接相邻,信号隔离性不好,容易发生串扰

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

方案 2 相对于方案 1, 电源层和地线层有了充分的耦合, 比方案 1 有一定的优势, 但是 Siganl_1 (Top) 和

Siganl_2(Inner_1)以及 Siganl_3(Inner_4)和 Siganl_4(Bottom)信号层直接相邻,信号隔

离不好,容易发生串扰的问题并没有得到解决。

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

相对于方案 1 和方案 2,方案 3 减少了一个信号层,多了一个内电层,虽然可供布线的层面减少了,但是该方案解决了方案 1 和方案 2 共有的缺陷:

电源层和地线层紧密耦合

② 每个信号层都与内电层直接相邻,与其他信号层均有有效的隔离,不易发生串扰

③ Siganl_2(Inner_2)和两个内电层 GND(Inner_1)和 POWER(Inner_3)相邻,可以用来传 ( ) ( )

( )相邻,两个内电层可以有效地屏蔽外界对 Siganl_2 Inner_2) 输高速信号。 高速信号。 两个内电层可以有效地屏蔽外界对( )

层的干扰和 Siganl_2 Inner_2) ( ) 对外界的干扰。

综合各个方面,方案 3 显然是最优化的一种,同时,方案 3 也是 6 层板常用的层叠结构。

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