多层PCB板层叠结构

    1、TOP LAYER(**层布线层): 设计为**层铜箔走线。如为单面板则没有该层。 2、BOMTTOM LAYER(底层布线层): 设计为底层铜箔走线。 3、TOP/BOTTOM SOLDER(**层/底层阻焊绿油层): 常用的层叠结构: 4层板 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**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。选择的原因并非方案 2 不可被采用,而是一般的 PCB 板都只在**层放置元器件,所以采用方案 1 较为妥当。 但是当在**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。 如果采用层叠结构,那么电源层和地线层本身就已经耦合,考虑对称性的要求,一般采用方案 1。 6层板 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(Inner_4),Siganl_4(Bottom)。 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(Inner_4),Siganl_4(Bottom)。 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。 (3)Siganl_1(Top),GND(Inner_1),Siganl_2(Inner_2),POWER(Inner_3),GND(Inner_4),Siganl_3(Bottom)。 PCB典型10层板设计 一般通用的布线顺序是TOP--GND---信号层---电源层---GND---信号层---电源层---信号层---GND---BOTTOM 本身这个布线顺序并不一定是固定的,但是有一些标准和原则来约束:如top层和bottom的相邻层用GND,确保单板的EMC特性;如每个信号层优选使用GND层做参考平面;整个单板都用到的电源**铺整块铜皮;易受干扰的、高速的、沿跳变的优选走内层等等 影响阻抗信号因素分析: 线路图分析:客户L56层阻抗设计较为特殊,L6层阻抗参考L5/L7层,L5层阻抗参考L4/L6层,其中L5/L6层互为参考层,中间未做地层屏蔽,光口8与芯片8之间线路较长,L6层与L5层间存在较长的平行信号线(约30%长度)容易造成相互干扰,从而影响了阻抗的精准度,阻抗线的设计屏蔽层不完整,也造成阻抗的不连续性,其他7组部分也有相似问题,但相对较轻微。 L56层存在特殊设计(均为信号层,存在差分阻抗平行设计、相邻阻抗层间未设计参考地层),客户端未充分考虑相邻层走线存在的干扰,导致调试不通问题。


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