疊層設(shè)計(jì)規(guī)則

1. 每個(gè)?線層都必須有?個(gè)鄰近的參考層(電源或地層);

2. 鄰近的主電源層和地層要保持最?間距,以提供較?的耦合電容;

下?列出從兩層板到?層板的疊層來(lái)進(jìn)??例講解：

?、單?PCB板和雙?PCB板的疊層

對(duì)于兩層板來(lái)說(shuō)，由于板層數(shù)量少，已經(jīng)不存在疊層的問(wèn)題?？刂艵MI輻射主要從布線和布局來(lái)考慮；

單層板和雙層板的電磁兼容問(wèn)題越來(lái)越突出。造成這種現(xiàn)象的主要原因就是因是信號(hào)回路?積過(guò)?，不僅產(chǎn)?了較強(qiáng)的電磁輻射，?且使電路對(duì)外界?擾敏感。要改善線路的電磁兼容性，最簡(jiǎn)單的?法是減?關(guān)鍵信號(hào)的回路?積。

關(guān)鍵信號(hào)：從電磁兼容的?度考慮，關(guān)鍵信號(hào)主要指產(chǎn)?較強(qiáng)輻射的信號(hào)和對(duì)外界敏感的信號(hào)。能夠產(chǎn)?較強(qiáng)輻射的信號(hào)?般是周期性信號(hào)，如時(shí)鐘或地址的低位信號(hào)。對(duì)?擾敏感的信號(hào)是指那些電平較低的模擬信號(hào)。

單、雙層板通常使?在低于10KHz的低頻模擬設(shè)計(jì)中:

1）在同?層的電源?線以輻射狀?線，并最?化線的長(zhǎng)度總和；

2）?電源、地線時(shí)，相互靠近；在關(guān)鍵信號(hào)線邊上布?條地線，這條地線應(yīng)盡量靠近信號(hào)線。這樣就形成了較?的回路?積，減?差模輻射對(duì)外界?擾的敏感度。當(dāng)信號(hào)線的旁邊加?條地線后，就形成了?個(gè)?積最?的回路，信號(hào)電流肯定會(huì)取道這個(gè)回路，?不是其它地線路徑。

3）如果是雙層線路板，可以在線路板的另??，緊靠近信號(hào)線的下?，沿著信號(hào)線布?條地線，?線盡量寬些。這樣形成的回路?積等于線路板的厚度乘以信號(hào)線的長(zhǎng)度。

?、四層板的疊層

1. SIG－GND(PWR)－PWR (GND)－SIG；

2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND；

對(duì)于以上兩種疊層設(shè)計(jì)，潛在的問(wèn)題是對(duì)于傳統(tǒng)的1.6mm（62mil）板厚。層間距將會(huì)變得很?，不僅不利于控制阻抗，層間耦合及屏蔽；特別是電源地層之間間距很?，降低了板電容，不利于濾除噪聲。

對(duì)于第?種?案，通常應(yīng)?于板上芯?較多的情況。這種?案可得到較好的SI性能，對(duì)于EMI性能來(lái)說(shuō)并不是很好，主要要通過(guò)?線及其他細(xì)節(jié)來(lái)控制。主要注意：地層放在信號(hào)最密集的信號(hào)層的相連層，有利于吸收和抑制輻射；增?板?積，體現(xiàn)20H規(guī)則。

對(duì)于第?種?案，通常應(yīng)?于板上芯?密度?夠低和芯?周?chē)?夠?積(放置所要求的電源覆銅層)的場(chǎng)合。此種?案PCB的外層均為地層，中間兩層均為信號(hào) /電源層。信號(hào)層上的電源?寬線?線，這可使電源電流的路徑阻抗低，且信號(hào)微帶路徑的阻抗也低，也可通過(guò)外層地屏蔽內(nèi)層信號(hào)輻射。從EMI控制的?度看， 這是現(xiàn)有的最佳4層PCB結(jié)構(gòu)。

主要注意：中間兩層信號(hào)、電源混合層間距要拉開(kāi)，?線?向垂直，避免出現(xiàn)串?dāng)_；適當(dāng)控制板?積，體現(xiàn)20H規(guī)則；如果要控 制?線阻抗，上述?案要?常??地將?線布置在電源和接地鋪銅島的下邊。另外，電源或地層上的鋪銅之間應(yīng)盡可能地互連在?起，以確保DC和低頻的連接性。

三、六層板的疊層

對(duì)于芯?密度較?、時(shí)鐘頻率較?的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮6層板的設(shè)計(jì)，推薦疊層?式：

1.SIG－GND－SIG－PWR－GND－SIG；

對(duì)于這種?案，這種疊層?案可得到較好的信號(hào)完整性，信號(hào)層與接地層相鄰，電源層和接地層配對(duì)，每個(gè)?線層的阻抗都可較好控制，且兩個(gè)地層都是能良好的吸收磁?線。并且在電源、地層完整的情況下能為每個(gè)信號(hào)層都提供較好的回流路徑。

2.GND－SIG－GND－PWR－SIG －GND；

對(duì)于這種?案，該種?案只適?于器件密度不是很?的情況，這種疊層具有上?疊層的所有優(yōu)點(diǎn)，并且這樣頂層和底層的地平??較完整，能作為?個(gè)較好的屏蔽層 來(lái)使?。需要注意的是電源層要靠近?主元件?的那?層，因?yàn)榈讓拥钠?會(huì)更完整。因此，EMI性能要?第?種?案好。

?結(jié)：對(duì)于六層板的?案,電源層與地層之間的間距應(yīng)盡量減?，以獲得好的電源、地耦合。但62mil的板厚,層間距雖然得到減?,還是不容易把主電源與地 層之間的間距控制得很?。對(duì)?第?種?案與第?種?案，第?種?案成本要??增加。因此，我們疊層時(shí)通常選擇第?種?案。設(shè)計(jì)時(shí)，遵循20H規(guī)則和鏡像層 規(guī)則設(shè)計(jì)

四、?層板的疊層

1、由于差的電磁吸收能?和?的電源阻抗導(dǎo)致這種不是?種好的疊層?式。它的結(jié)構(gòu)如下：

1.Signal 1 元件?、微帶?線層

2.Signal 2 內(nèi)部微帶?線層，較好的?線層（X?向）

3.Ground

4.Signal 3 帶狀線?線層，較好的?線層（Y?向）

5.Signal 4 帶狀線?線層

6.Power

7.Signal 5 內(nèi)部微帶?線層

8.Signal 6 微帶?線層

2、是第三種疊層?式的變種，由于增加了參考層，具有較好的EMI性能，各信號(hào)層的特性阻抗可以很好的控制

1.Signal 1 元件?、微帶?線層，好的?線層

2.Ground 地層，較好的電磁波吸收能?

3.Signal 2 帶狀線?線層，好的?線層

4.Power 電源層，與下?的地層構(gòu)成優(yōu)秀的電磁吸收

5.Ground 地層

6.Signal 3 帶狀線?線層，好的?線層

7.Power 地層，具有較?的電源阻抗

8.Signal 4 微帶?線層，好的?線層

3、最佳疊層?式，由于多層地參考平?的使?具有?常好的地磁吸收能?。

1.Signal 1 元件?、微帶?線層，好的?線層

2.Ground 地層，較好的電磁波吸收能?

3.Signal 2 帶狀線?線層，好的?線層

4.Power 電源層，與下?的地層構(gòu)成優(yōu)秀的電磁吸收

5.Ground 地層

6.Signal 3 帶狀線?線層，好的?線層

7.Ground 地層，較好的電磁波吸收能?

8.Signal 4 微帶?線層，好的?線層

對(duì)于如何選擇設(shè)計(jì)??層板和?什么?式的疊層，要根據(jù)板上信號(hào)?絡(luò)的數(shù)量，器件密度，PIN密度，信號(hào)的頻率，板的??等許多因素。對(duì)于這些因素我們要綜 合考慮。對(duì)于信號(hào)?絡(luò)的數(shù)量越多，器件密度越?，PIN密度越?，信號(hào)的頻率越?的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采?多層板設(shè)計(jì)。為得到好的EMI性能最好保證每個(gè)信號(hào)層都 有??的參考層。