電路板廠家：如何定義多層電路板的堆疊？

下面以二層到八層的層列表為例進行說明：

一、單面電路板與雙面電路板的壓合

對于兩層板來說，由于板數(shù)較少，不存在堆疊問題。 EMI輻射的控制主要從布線和布局上考慮；

單層板和雙層板的電磁兼容問題越來越突出。 造成這種現(xiàn)象的主要原因是信號環(huán)路面積過大，不僅產(chǎn)生較強的電磁輻射，而且使電路對外界干擾敏感。 提高線路電磁兼容性最簡單的方法就是減少關鍵信號的環(huán)路面積。

關鍵信號：從電磁兼容的角度來看，關鍵信號主要是指產(chǎn)生強輻射、對外界敏感的信號。 能夠產(chǎn)生強輻射的信號一般是周期性信號，例如時鐘或地址低階信號。 對干擾敏感的信號是指低電平的模擬信號。

單雙層板通常用于10KHz以下的低頻模擬設計：

1）同層電源線路應采用放射狀布置，線路總長度應盡量減少；

2）運行時電源與地線要相互靠近； 在關鍵信號線旁敷設地線，地線應盡可能靠近信號線。 這樣就形成了更小的環(huán)路面積，降低了差模輻射對外界干擾的敏感度。 當信號線旁邊加一條地線時，就形成了一個面積最小的環(huán)路，信號電流肯定會經(jīng)過這個環(huán)路而不是其他地線路徑。

3）如果是雙層電路板，可沿電路板另一面的信號線敷設地線，靠近信號線底部，走線盡量寬。 由此形成的環(huán)路面積等于電路板的厚度乘以信號線的長度。

二、四層疊合

1. SIG－GND(PWR)－PWR(GND)－SIG；

2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND；

對于上述兩種堆疊設計，潛在的問題是傳統(tǒng)的 1.6 毫米（62 密爾）板厚度。 層間距會變得很大，不僅不利于阻抗控制、層間耦合和屏蔽； 特別是電源層之間的間距較大，會降低電路板的電容，不利于濾除噪聲。

對于第一種方案，通常應用于板上芯片較多的情況。 該方案可以實現(xiàn)良好的SI性能，但對于EMI性能不是很好。 主要是通過路由等細節(jié)來控制。 主要注意的是，地層放置在信號最密集的信號層的連接層處，有利于吸收和抑制輻射； 增加板塊面積以體現(xiàn)20H規(guī)則。

對于第二種方案，通常應用于板上芯片密度足夠低且芯片周圍有足夠面積（放置所需電源銅層）的情況。 在該方案中，電路板的外層是地層，中間兩層是信號/電源層。 信號層上的電源采用寬導線走線，可以使電源電流的路徑阻抗低，信號微帶路徑的阻抗也低，還可以通過外層屏蔽內(nèi)層的信號輻射。 層。 從EMI控制的角度來看，這是目前最好的4層電路板結(jié)構(gòu)。

注意：中間兩層信號和電源混合層的距離要拉開，走線方向要垂直，避免串擾； 適當?shù)目刂泼姘鍏^(qū)域，體現(xiàn)20H法則； 如果要控制走線阻抗，上述方案要非常小心，將走線安排在電源和接地銅島下方。 另外，電源或地層敷銅應盡可能互連，保證直流和低頻的連通性。

三、六層疊合

對于芯片密度高、時鐘頻率高的設計，應考慮六層板的設計，推薦堆疊方式：

1.SIG－GND－SIG－PWR－GND－SIG；

對于該方案來說，這種堆疊方案可以獲得良好的信號完整性。 信號層與接地層相鄰，電源層與接地層成對存在。 各走線層的阻抗可以得到很好的控制，并且兩層都可以很好地吸收磁力線。 并且在電源、地層齊全的情況下，可以為各層信號提供更好的返回路徑。

2.GND－SIG－GND－PWR－SIG－GND；

對于該方案來說，該方案僅適用于器件密度不是很高的情況。 這種層壓具有上層壓的所有優(yōu)點。 另外，頂層和底層的接地面比較完整，可以作為更好的屏蔽層。 需要注意的是，電源層要靠近非主要元件層，因為底層的平面會更完整。 因此，EMI性能優(yōu)于第一種方案。

總結(jié)：對于六層板方案，應盡量減少電源層與地層之間的間距，以獲得良好的電源和地耦合。 然而，在62mil的厚度下，雖然層間距減小了，但要將主電源與地層之間的距離控制得很小并不容易。 與方案一和方案二相比，方案二的成本會大大增加。 因此，我們在堆疊時通常選擇第一種方案。 設計應遵循20H規(guī)則和鏡面層規(guī)則。

四、八層疊合

1. 由于電磁吸收能力較差且功率阻抗較大，這不是一個好的堆疊方法。 其結(jié)構(gòu)：信號1元件面，微帶走線層

• 信號2內(nèi)部微帶走線層，良好的走線層（X方向）
  

• 接地
  

• 信號3帶狀線走線層，好走線層（Y方向）
  

• 信號4帶狀線走線層
  

• 電源
  

• 信號5內(nèi)部微帶走線層
  

• 信號6微帶路由層
  

2.它是第三種堆疊方法的變體。 由于增加了參考層，具有良好的EMI性能，并且可以很好地控制各信號層的特性阻抗

• 信號1元件面、微帶走線層、良走線層

• 地層，電磁波吸收能力好

• 信號2帶狀線走線層，走線層好

• 電源層，與下面地層形成良好的電磁吸收效果 5. 地層

• 信號3帶狀線走線層，走線層好

• 功率層，功率阻抗大

• 信號4微帶走線層，良好的走線層
  

3、最佳的堆疊方式，由于采用多層地參考面，具有非常好的地磁吸收能力。

• 信號1元件面、微帶走線層、良走線層

• 地層，電磁波吸收能力好

• 信號2帶狀線走線層，走線層好

• 電源層，與下面地層形成良好的電磁吸收效果 5. 地層

• 信號3帶狀線走線層，走線層好

• 地層，電磁波吸收能力好

• 信號4微帶走線層，良好的走線層

如何選擇所使用的板層數(shù)和堆疊方式取決于板上信號網(wǎng)絡的數(shù)量、器件密度、PIN密度、信號頻率、板尺寸等諸多因素。 我們應該綜合考慮這些因素。 信號網(wǎng)絡數(shù)量越多，器件密度越大，PIN密度越大，信號頻率越高，設計時應盡量采用多層板設計。 為了獲得良好的EMI性能，最好保證每個信號層都有自己的參考層。

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