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電路板的疊層設計是對PCB的整個系統設計的基礎,疊層設計若有缺陷,將最終影響到整機的EMC性能。疊層設計是一個複雜的,嚴謹過程,當然,設計開發,沒必要從零開始經過一系列的複雜計算和仿真,來確定設計方案是否合適,僅需要總結前人的經驗,選擇合適系統的疊層方案。
1、4層板優選疊層方案
4層板優選疊層方案主要有三類:
方案一:爲常見四層PCB的主選層設置方案。
方案二:適用於主要元器件在BOTTOM佈局或關鍵信號底層佈線的情況;一般情況限制使用。
方案三:適用於元器件以插件爲主的PCB,常常考慮電源在佈線層S2中實現,BOTTOM層爲地平面,進而構成屏蔽腔體。
如下圖所示:
優選建議:方案一,備用方案二、三。
2、6層板優選疊層方案
6層板優選疊層方案主要有三類:
方案一:在一些對電源阻抗要求低的情況可以備用,因爲其地平面較少所以其電磁吸收能力也是比較差的,需要注意。
方案二:是從方案三疊層方式演變而來的,相比較於方案一由於增加的參考地平面,具有較好的電磁吸收能力,也就是較好的EMI特性,同時也給各層信號設計阻抗帶來的便利,也就是說信號層的阻抗具有很好的可控性。
方案三:是最佳方案,由於設計了多層參考地平面,使得疊層具有非常好的電磁吸收能力,其各方面性能也是優於方案二,但是同時信號層的減少,面對高密度線路的時候,考驗了layout人員規劃佈線的能力了。
優選建議:優選方案三,備用方案一、二。
3、8層板優選疊層方案
8層板優選疊層方案主要有三類:
方案一:在一些對電源阻抗要求低的情況可以備用,因爲其地平面較少所以其電磁吸收能力也是比較差的,需要注意。
方案二:是從方案三疊層方式演變而來的,相比較於方案一由於增加的參考地平面,具有較好的電磁吸收能力,也就是較好的EMI特性,同時也給各層信號設計阻抗帶來的便利,也就是說信號層的阻抗具有很好的可控性。
方案三:是最佳方案,由於設計了多層參考地平面,使得疊層具有非常好的電磁吸收能力,其各方面性能也是優於方案二,但是同時信號層的減少,面對高密度線路的時候,考驗了layout人員規劃佈線的能力了。
優選建議:優選方案三,備用方案一、二。
4、10層板優選疊層方案
10層板優選疊層方案主要有五類:
對於單一電源層的情況,首先考慮方案一。層疊設置時,加大S1~S2、S3~S4的間距控制串擾。
對於需要兩電源層的情況,首先考慮方案二。層疊設置時,加大S1~S2、S3~S4的間距控制串擾。
方案五EMC效果較佳,但與方案四比,犧牲一個佈線層;在成本要求不高、EMC指標要求較高且必須雙電源層的核心單板,建議採用此種方案;優先佈線層S1、S2。
優選建議:優選方案一、方案二。
5、12層板優選疊層方案
12層板優選疊層方案主要有五類:
方案二和方案四具有良好的EMC性能。
方案一和方案三具有較好的性價比。
優選建議:優選方案二、方案三,可用方案一、方案四,備用方案五。
6、總結
關鍵信號層要和地相鄰,可以方便阻抗控制,GND要和power相鄰以減少電源平面阻抗。
信號層之間儘量避免相鄰(不是絕對),相鄰層信號不要平行佈線,增加信號之間的隔離,以免發生串擾。
對於傳輸線,必要的時候,阻抗採用方正軟件進行微帶線模型分析,帶狀線模型分析。
來源:學習研究,整理自互聯網。