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對(duì)于六層板的pcb以下哪種層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)emc性能最好?
確定多層 PCB 板的層疊結(jié)構(gòu)需要考慮較多的因素。從布線方面來(lái)說(shuō),層數(shù)越多越利于布線 但是制層數(shù)越多越利于布線,但是制層數(shù)越多越利于布線
板成本和難度也會(huì)隨之增加。對(duì)于生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō),層疊結(jié)構(gòu)對(duì)稱與否 PCB 板制造時(shí)需要關(guān)注的焦 層疊結(jié)構(gòu)對(duì)稱與否是 板成本和難度也會(huì)隨之增加
層疊結(jié)構(gòu)對(duì)稱與否 點(diǎn),所以層數(shù)的選擇需要考慮各方面的需求,以達(dá)到最佳的平衡。
對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō),在完成元器件的預(yù)布局后,會(huì)對(duì) PCB 的布線瓶頸處進(jìn)行重點(diǎn)分析 結(jié)
完成元器件的預(yù)布局后的布線瓶頸處進(jìn)行重點(diǎn)分析 頸處進(jìn)行重點(diǎn)分析。結(jié)
完成元器件的預(yù)布局后工具分析電路板的布線密度;再綜合有特殊布線要求的信號(hào)線如差分線、敏感信號(hào)線 有特殊布線要求的信號(hào)線如差分線 合其他 EDA
工具分析電路板的布線密度有特殊布線要求的信號(hào)線如差分線、敏感信號(hào)線等 的數(shù)量和種類來(lái)確定信號(hào)層的層數(shù) 然后根據(jù)電源的種類、來(lái)確定信號(hào)層的層數(shù); 根據(jù)電源的種類、 隔離和抗干擾的要求來(lái)確定內(nèi)電層的數(shù)目。來(lái)確定信號(hào)層的層數(shù) 根據(jù)電源的種類 隔離和抗干擾的要求來(lái)確定內(nèi)電層的數(shù)目 這樣,整個(gè)電路板的板層數(shù)目就基本確定了。
確定了電路板的層數(shù)后,接下來(lái)的工作便是合理地排列各層電路的放置順序。在這一步驟中,需要考慮的因素主要有以下兩點(diǎn):
(1)特殊信號(hào)層的分布
(2)電源層和地層的分布
如果電路板的層數(shù)越多,特殊信號(hào)層、地層和電源層的排列組合的種類也就越多,如何來(lái)確定哪種組合方式最優(yōu)也越困難,但總的原則有以下幾條:
地層,利用內(nèi)電層的大銅膜來(lái)為信號(hào)層提供屏蔽:
(1)信號(hào)層應(yīng)該與一個(gè)內(nèi)電層相鄰(內(nèi)部電源 地層),利用內(nèi)電層的大銅膜來(lái)為信號(hào)層提供屏蔽。
(2)內(nèi)部電源層和地層之間應(yīng)該緊密耦合,也就是說(shuō),內(nèi)部電源層和地層之間的介質(zhì)厚度應(yīng)該取較)內(nèi)部電源層和地層之間應(yīng)該緊密耦合,也就是說(shuō), 小的值,以提高電源層和地層之間的電容,增大諧振頻率。小的值,以提高電源層和地層之間的電容,增大諧振頻率。
(3)電路中的高速信號(hào)傳輸層應(yīng)該是信號(hào)中間層,并且?jiàn)A在兩個(gè)內(nèi)電層之間。這樣兩個(gè)內(nèi)電層的銅膜可以為高速信號(hào)傳輸提供電磁屏蔽,同時(shí)也能有效地將高速信號(hào)的輻射限制在兩個(gè)內(nèi)電層之間,不對(duì)外造成干擾。
(4)避免兩個(gè)信號(hào)層直接相鄰。相鄰的信號(hào)層之間容易引入串?dāng)_,從而導(dǎo)致電路功能失效;在兩信號(hào)層之間加入地平面可以有效地避免串?dāng)_。
(5)多個(gè)接地的內(nèi)電層可以有效地降低接地阻抗;例如,A 信號(hào)層和 B 信號(hào)層采用各自單獨(dú)的地平 面,可以有效地降低共模干擾。
(6)兼顧層結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性。
2.常用的層疊結(jié)構(gòu)
下面通過(guò) 4 層板的例子來(lái)說(shuō)明如何優(yōu)選各種層疊結(jié)構(gòu)的排列組合方式:
對(duì)于常用的 4 層板來(lái)說(shuō),有以下幾種層疊方式(從頂層到底層):
(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)。
顯然,方案 3 電源層和地層缺乏有效的耦合,不應(yīng)該被采用。
那么方案 1 和方案 2 應(yīng)該如何進(jìn)行選擇呢?
一般情況下,設(shè)計(jì)人員都會(huì)選擇方案 1 作為 4 層板的結(jié)構(gòu)。原因并非方案 2 不可被采用,而是一般的 PCB
板都只在頂層放置元器件,所以采用方案 1 較為
妥當(dāng)。但是當(dāng)在頂層和底層都需要放置元器件,而且內(nèi)部電源層和地層之間的介質(zhì)厚度較大,耦合不佳時(shí),就需要考慮哪一層布置的信號(hào)線較少。對(duì)于方案 1
而言,底層的信號(hào)線較少,可以采用大面積 的銅膜來(lái)與 POWER 層耦合;反之,如果元器件主要布置在底層,則應(yīng)該選用方案 2 來(lái)制板。
在完成 4 層板的層疊結(jié)構(gòu)分析后, 下面通過(guò)一個(gè) 6 層板組合方式的例子來(lái)說(shuō)明 6 層板層疊結(jié)構(gòu)的排列 組合方式和優(yōu)選方法:
(1)Siganl_1(Top),GND(Inner_1),Siganl_2(Inner_2),Siganl_3(Inner_3),POWER
(In)。 方案 1 采用了 4 層信號(hào)層和 2
層內(nèi)部電源/接地層,具有較多的信號(hào)層,有利于元器件之間的布線工作,但是該方案的缺陷也較為明顯,表現(xiàn)為以下兩方面:
① 電源層和地線層分隔較遠(yuǎn),沒(méi)有充分耦合
② 信號(hào)層 Siganl_2(Inner_2)和 Siganl_3(Inner_3)直接相鄰,信號(hào)隔離性不好,容易發(fā)生串?dāng)_
(2)Siganl_1(Top),Siganl_2(Inner_1),POWER(Inner_2),GND(Inner_3),Siganl_3 (In)。
方案 2 相對(duì)于方案 1, 電源層和地線層有了充分的耦合, 比方案 1 有一定的優(yōu)勢(shì), 但是 Siganl_1 (Top) 和
Siganl_2(Inner_1)以及 Siganl_3(Inner_4)和 Siganl_4(Bottom)信號(hào)層直接相鄰,信號(hào)隔
離不好,容易發(fā)生串?dāng)_的問(wèn)題并沒(méi)有得到解決。
),GND(Inner_1), ),Siganl_2(Inner_2), ),POWER(Inner_3),),GND (3)Siganl_1(Top), ) ( ), ( ), ( ), ( ), (Inner_)。)。
相對(duì)于方案 1 和方案 2,方案 3 減少了一個(gè)信號(hào)層,多了一個(gè)內(nèi)電層,雖然可供布線的層面減少了,但是該方案解決了方案 1 和方案 2 共有的缺陷:
電源層和地線層緊密耦合
② 每個(gè)信號(hào)層都與內(nèi)電層直接相鄰,與其他信號(hào)層均有有效的隔離,不易發(fā)生串?dāng)_
③ Siganl_2(Inner_2)和兩個(gè)內(nèi)電層 GND(Inner_1)和 POWER(Inner_3)相鄰,可以用來(lái)傳 ( ) ( )
( )相鄰,兩個(gè)內(nèi)電層可以有效地屏蔽外界對(duì) Siganl_2 Inner_2) 輸高速信號(hào)。 高速信號(hào)。 兩個(gè)內(nèi)電層可以有效地屏蔽外界對(duì)( )
層的干擾和 Siganl_2 Inner_2) ( ) 對(duì)外界的干擾。
綜合各個(gè)方面,方案 3 顯然是最優(yōu)化的一種,同時(shí),方案 3 也是 6 層板常用的層疊結(jié)構(gòu)。