[转帖]高速pcb的叠层设计

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1、[转帖]高速PCB的叠层设计上一篇/下一篇 2008-05-3115:06:40/个人分类：PCB板级查看(279)/评论(0)/评分(0/0)随着现在系统工作频率的提高，器件的切换时间越来越小，PCB的设计复杂度逐步提高，对于信号完整性的分析除了反射，串绕以及EMI等之外，合理的层叠设计和稳定可靠的电源也是重要的研究。PCB的层叠设计对整个系统的EMC性能起着重要的作用，良好的层叠可以有效的减小PCB回路的辐射效应。同样稳定可靠的电源供应可以为信号提供合理的返回路径，减小Loop面积。所以对于PI（PowerIntegrity）和SI的研究是紧密结合的。现在的高速数字系统设计中

2、多层板和多个工作电源已经很常见了，这就涉及到多层板的板层结构的设计、介质的选择和电源(地)层的设计等。其中电源（地）层的设计是至关重要的。本文重点研究了电源(地)层的分割、数模设计和一些应用规则。1、板层的结构板层的结构是决定系统的EMC性能一个很重要的因素。一个好的板层结构对抑制PCB中辐射起到良好的效果。在现在常见的高速电路系统中大多采用多层板而不是单面板和双面板。在设计多面板时候需要注意以下方面。1.一个信号层应该和一个敷铜层相邻；2.信号层应该和临近的敷铜层紧密耦合（即信号层和临近敷铜层之间的介质厚度很小）；3.电源敷铜和地敷铜应该紧密耦合；4.系统中的高速信号应该在内层

3、且在两个敷铜之间，这样两个敷铜可以为这些高速信号提供屏蔽作用且将这些信号的辐射限制在两个敷铜区域；5.多个地敷铜层可以有效的减小PCB板的阻抗，减小共模EMI。下面就多层板的板层结构设计做一简单的叙述。如表1—4所示表1  4层板叠层ABCDLayer1SignalPowerGroundSignal/PowerLayer2PowerSignalSignal/PowerGroundLayer3GroundSignalSignal/PowerGroundLayer4SignalGroundSignalSignal/Power表2  6层板叠层ABCDLayer1SignalSigna

4、lGroundSignalLayer2PowerSignalSignalGroundLayer3SignalPowerPowerSignalLayer4SignalGroundSignalPowerLayer5GroundSignalGroundGroundLayer6SignalSignalSignalSignal表3  8层板叠层ABCLayer1SignalGroundSignalLayer2PowerSignalGroundLayer3GroundGroundSignalLayer4SignalSignalGroundLayer5SignalSignalPowerLaye

5、r6GroundPowerSignalLayer7PowerSignalGroundLayer8SignalGroundSignal表4  10层板叠层ABCLayer1SignalGroundSignalLayer2GroundSignalPowerLayer3SignalSignalSignalLayer4SignalGroundGroundLayer5PowerSignalSignalLayer6GroundSignalSignalLayer7SignalPowerGroundLayer8SignalSignalSignalLayer9GroundSignalGroundL

6、ayer10SignalGroundSignal在上面4个表中所示的板层结构安排，大多是不能完全符合上面的5个要点。这就需要根据实际的系统要求选择适当的板层结构。下面就现在常用的6层板结构做一说明。A：第2和第5层为电源和地敷铜，由于电源敷铜阻抗高，对控制共模EMI辐射非常不利。不过，从信号的阻抗控制观点来看，这一方法却是非常正确的。因为这种板层设计中，信号走线层的Layer1和Layer3，Layer4和Layer6构成了两对较为合理的走线组合。B：将电源和地分别放在第3和第4层，这一设计解决了电源敷铜阻抗问题，由于第1层和第6层的电磁屏蔽性能差，差模EMI增加了。如果两个外层

7、上的信号线数量最少，走线长度很短(短于信号最高谐波波长的1/20)，则这种设计可以解决差模EMI问题。将外层上的无元件和无走线区域敷铜填充并将敷铜区接地(每1/20波长为间隔)，则对差模EMI的抑制特别好。C：从信号的质量角度考虑，很显然C例中的板层安排最为合理的。因为这样的结构对信号的高频回流的路径是比较理想的。但是这样安排有个比较突出的缺点：信号的走线层少。所以这样的系统适用于高性能的要求。D：这可实现信号完整性设计所需要的环境。信号层与接地层相邻，电源层和接地层配对。显然，