原创 PCB设计指南(2)层叠

PCB设计指南(1)PCB板材料<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

PCB设计指南(2)层叠

PCB设计指南(3)爬电距离

PCB设计指南(4)阻抗受控传输线

PCB设计指南(5)参考平面

PCB设计指南(6)布线

PCB设计指南(7)过孔via

层叠(Layer Stack)

实现低电磁干扰(EMI)的PCB设计，这里推荐一个最少四层的设计实例(参见下图)，其从上到下分别为：高速信号层(high-speed signal layer)、接地层(ground plane)、电源层(power plane)以及低频信号层(low-frequency signal layer)。

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                                                    推荐的层叠结构

1.把高频走线布在顶层，以避免高频走线过程中使用到过孔而引入感应电感。在顶层隔离器和发送接收电路的数据线用高频走线直接相连。

2.高频信号线下面放置一个地平面，以控制传输连接线的阻抗，也提供了一个非常低电感的通路给返回电流(return current)流过。

3.将电源层置于接地层下面。这两个参考层构成了一个大约为100pF/inch²的附加高频旁路电容器。

4.在底层布线布置低速控制信号。这些信号线拥有较大的余量来承受过孔引起的阻抗不连续，这样的话就更有灵活性。

如果还需要增加供电层(Vcc)或信号层，增加的第二组电源层/地层必须对称层叠。这样层叠层压结构才稳定，板子也不会翘曲。不同电压的电源层和地层之间应该靠近一点，这样增加高频旁路电容，从而抑制噪声。

这里还有一层的意思就是要使用偶数层PCB，不能使用奇数层。具体可以参看下面一篇文章：

平衡PCB层叠设计方法

不用奇数层设计PCB的最好的理由是：奇数层电路板容易弯曲。当PCB在多层电路粘合工艺后冷却时，核结构和敷箔结构冷却时不同的层压张力会引起PCB弯曲。随着电路板厚度的增加，具有两个不同结构的复合PCB弯曲的风险就越大。消除电路板弯曲的关键是采用平衡的层叠。尽管一定程度弯曲的PCB达到规范要求，但后续处理效率将降低，导致成本增加。因为装配时需要特别的设备和工艺，元器件放置准确度降低，故将损害质量。

等效电容能提供一个到低频面低阻抗通路给高频(不是DC)噪声，使之从电源平面流到地平面，这样VCC就没有了交流噪声信号，而只有直流(DC)。

等效的高频旁路电容的大小与VCC和GND的距离成反比(C＝εS/（4πkd）)，距离越小，电容越大，滤除的交流噪声频率低。