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PCB資訊

PCB資訊 - 如何選取合適的多層電路板疊層方案?

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PCB資訊 - 如何選取合適的多層電路板疊層方案?

如何選取合適的多層電路板疊層方案?
2019-08-01
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Author:ipcb      分享文章

現在高速複雜的電路設計中常用到4層以上的電路板設計,如何選取合適的疊層呢? 本文就常用的多層電路板疊層進行分析。


四層板疊層設計方案

1.層疊方案一:TOP、GND2、PWR3、BOTTOM

此方案為業界現在主流4層選用方案。 在主器件面(TOP)下有一個完善的地平面,為佈線層。 在層厚設定時,地平面層和電源平面層之間的芯板厚度不宜過厚,以降低電源、地平面的分佈阻抗,保證平面電容濾波效果。


2.層疊方案二:TOP、PWR2、GND3、BOTTOM

如果主元件面設計在BOTTOM層或關鍵訊號線在BOTTOM層的話,則第三層需排在一個完整地平面。 在層厚設定時,地平面層和電源平面層之間的芯板厚度同樣不宜過厚。


3.層疊方案三:GND1、S2、S3、GND4/PWR4

這種方案通常應用在介面濾波板、背板設計上。 由於整板無電源平面,囙此GND和PGND各安排在層和第四層。 表層(TOP層)只允許走少量短線,同樣我們在S02、S03佈線層進行鋪銅,以保證表層走線的參攷平面及控制層疊對稱。


多層電路板

多層電路板

六層板疊層設計方案

1.層疊方案一:TOP、GND2、S3、PWR4、GND5、BOTTOM此方案為業界現在主流6層選用方案,有3個佈線層和3個參攷平面。 第4層和第5層之間的芯板厚度不宜過厚,以便獲得較低的傳輸線阻抗。 低阻抗特性可以改善電源的退耦效果。

第3層是的佈線層,時鐘線等高風險線必須布在這一層,可以保證信號完整性和對EMI能量進行抵制。 底層是次好的佈線層。 頂層是可佈線層。


2.層疊方案二:TOP、GND2、S3、S4、PWR5、BOTTOM當電路板上的走線過多,3個佈線層安排不下的情况下,可以採用這種疊層方案。 這種方案有4個佈線層和兩個參攷平面,但電源平面和地平面之間夾有兩個訊號層,電源平面與接地層之間不存在任何電源退耦作用。

由於第3層靠近地平面,囙此它是的佈線層,應安排時鐘等高風險線。 第1層、第4層、第6層是可佈線層。


3.層疊方案三:TOP、S2、GND3、PWR4、S5、BOTTOM此方案也有4個佈線層和兩個參攷平面。 這種結構的電源平面/地平面採用小間距的結構,可以提供較低的電源阻抗和較好的電源退耦作用。

頂層和底層是較差的佈線層。 靠近接地平面的第2層是的佈線層,可以用來布時鐘等高風險的訊號線。 在確保RF同流路徑的條件下,也可以用第5層作為其他的高風險訊號線的佈線層。 第1層和第2層、第5層和第6層應採用交叉佈線。


八層板疊層設計方案

1.層疊方案一:TOP、GND2、S3、GND4、PWR5、S6、GND7、BOTTOM此方案為業界現行八層電路板的主選層設定方案,有4個佈線層和4個參攷平面。 這種層疊結構的信號完整性和EMC特性都是的,可以獲得的電源退耦效果。

其頂層和底層是EMI可佈線層。 第3層和第6層相鄰層都是參攷平面,是的佈線層。 第3層兩個相鄰層都是地平面,囙此是走線層。 第4和第5層之間的芯板厚度不宜過厚,以便獲得較低的傳輸線阻抗,這樣可以改善電源的退耦效果。


2.層疊方案二:TOP、GND2、S3、PWR4、GND5、S6、PWR7、BOTTOM與方案一相比,此方案適用於電源種類較多,一個電源平面處理不了的情况。 第3層為佈線層。 主電源應安排在第4層,可以與主地相鄰。

第7層的電源平面為分割電源,為了改善電源的退耦效果,在底層應採用鋪地銅的管道。 為了電路板的平衡和减小翹曲度,頂層也需要鋪地銅。


3.層疊方案三:TOP、S2、GND3、S4、S5、PWR6、S7、BOTTOM本方案有6個佈線層和兩個參攷平面。 這種疊層結構的電源退耦特性很差,EMI的抑制效果也很差。 其頂層和底層是EMI特性很差的佈線層。 緊靠接地平面的第2層和第4層是時鐘線的佈線層,應採用交叉佈線。

緊靠電源平面的第5層和第7層是可接受的佈線層。 此方案通常用於貼片器件較少的8層背板設計,由於表層只有插座,囙此表層可以大面積鋪地銅。