PCB经典层叠
PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构

PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构叠层设计层的排布原则和常用层叠结构在设计多层PCB板之前,设计者需要首先按照电路的规模、电路板的尺寸和电磁兼容()的要求来确定所采纳的电路板结构,也就是打算采纳4层,6层,还是更多层数的电路板。
确定层数之后,再确定内电层的放置位置以及如何在这些层上分布不同的信号。
这就是多层PCB层叠结构的挑选问题。
层叠结构是影响PCB板EMC性能的一个重要因素,也是抑制电磁干扰的一个重要手段。
本文介绍多层PCB板层叠结构的相关内容。
对于电源、地的层数以及信号层数确定后,它们之间的相对排布位置是每一个PCB工程师都不能回避的话题;层的排布普通原则:1、确定多层PCB板的层叠结构需要考虑较多的因素。
从布线方面来说,层数越多越利于布线,但是制板成本和难度也会随之增强。
对于生产厂家来说,层叠结构对称与否是PCB板创造时需要关注的焦点,所以层数的挑选需要考虑各方面的需求,以达到最佳的平衡。
对于有阅历的设计人员来说,在完成元器件的预布局后,会对PCB的布线瓶颈处举行重点分析。
结合其他工具分析电路板的布线密度;再综合有特别布线要求的信号线如差分线、敏感信号线等的数量和种类来确定信号层的层数;然后按照电源的种类、隔离和抗干扰的要求来确定内电层的数目。
这样,囫囵电路板的板层数目就基本确定了。
2、元件面下面(其次层)为地平面,提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面;敏感信号层应当与一个内电层相邻(内部电源/地层),利用内电层的大铜膜来为信号层提供屏蔽。
电路中的高速信号传输层应当是信号中间层,并且夹在两个内电层之间。
这样两个内电层的铜膜可以为高速信号传输提供电磁屏蔽,同时也能有效地将高速信号的辐射限制在两个内电层之间,不对外造成干扰。
3、全部信号层尽可能与地平面相邻;4、尽量避开两信号层挺直相邻;相邻的信号层之间简单引入串扰,从而导致电路功能失效。
在两信号层之间加入地平面可以有效地避开串扰。
关于PCB叠层理解
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关于PCB叠层的理解设计者可能会设计奇数层印制电路板(PCB)。
如果布线不需要额外的层,为什么还要用它呢?难道减少层不会让电路板更薄吗?如果电路板少一层,难道成本不是更低么?但是,在一些情况下,增加一层反而会降低费用。
电路板有两种不同的结构:核芯结构和敷箔结构。
在核芯结构中,电路板中的所有导电层敷在核芯材料上;而在敷箔结构中,只有电路板内部导电层才敷在核芯材料上,外导电层用敷箔介质板。
所有的导电层通过介质利用多层层压工艺粘合在一起。
核材料就是工厂中的双面敷箔板。
因为每个核有两个面,全面利用时,PCB的导电层数为偶数。
为什么不在一边用敷箔而其余用核结构呢?其主要原因是:PCB的成本及PCB的弯曲度。
偶数层电路板的成本优势因为少一层介质和敷箔,奇数PCB板原材料的成本略低于偶数层PCB。
但是奇数层PCB的加工成本明显高于偶数层PCB。
内层的加工成本相同;但敷箔/核结构明显的增加外层的处理成本。
奇数层PCB需要在核结构工艺的基础上增加非标准的层叠核层粘合工艺。
与核结构相比,在核结构外添加敷箔的工厂生产效率将下降。
在层压粘合以前,外面的核需要附加的工艺处理,这增加了外层被划伤和蚀刻错误的风险。
平衡结构避免弯曲不用奇数层设计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。
使用偶数层PCB当设计中出现奇数层PCB时,用以下几种方法可以达到平衡层叠、降低PCB制作成本、避免PCB弯曲。
以下几种方法按优选级排列。
1.一层信号层并利用。
如果设计PCB的电源层为偶数而信号层为奇数可采用这种方法。
常用pcb叠层
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2.0 +0.2/-0.2(mm)
单线-线宽、阻抗、参考层控制信息
线宽 的计量单位为mil,阻抗的计量单位为ohm
单线
层标识 设计线宽 设计阻抗 调整线宽 调整阻抗
1/10
6
50+/-10%
5.5
50.931
3/4/7/8
6
50+/-10%
6
49.939
参考层 2/9
1 Core
1 PP
0.333_Plating PP
0.333+Plating 客户设计板厚: 厂家理论板厚:
PCB厂家设计调整(oz/mil)
介质厚度
层叠图示
3.6 5.21 3.94 5.21 5.59 16.14 5.59 5.21 3.94 5.21 3.6
0.333+Plating pp(3313)
2&5 6&9
差分线-线宽/线距、阻抗、参考层控制信息
线宽、线距 的计量单位为mil,阻抗的计量单位为ohm
差分线
层标识 设计宽/距 设计阻抗 调整线宽/线距 调整阻抗
1/10
6/8
100+/-10%
4.7/9.3
100.722
NOTE): ar2510121z
参考层 2/9
2021/4/3
z/mil)
假层 DK值 使用
) .2(mm)
3.9 3.65 4.2 3.65 3.65 3.65 3.65 4.2 3.65 3.9
层叠阻抗信息确认表单
Material :
TU768
Date:
层叠控制信息
层标识 Top P2 S3 S4 P5
PCB层叠设计的关键要点汇总

层叠设计的关键要点汇总1、层叠设计的最后一个层次接上一篇文章说的层叠设计的最后一个层次,其实这是一个开放性题目,非要让大家按照我固定的封闭思路答题,是不公平的。
所以我在上周的点评才说是“任性”一次。
不过也还是有朋友的回答和我想的一样,先握个手。
第3层次,不仅同时提供阻抗需求表以及层叠设计表,同时还要详细指定每一层的材料型号。
比如铜箔是采用RTF铜箔还是VLP铜箔,1-2层之间是使用2张1080,RC 含量为XX。
2-3层之间是Core芯板,是XX型号,等等。
如下图所示:有人会问:为什么要详细到这个程度?我又不是板厂的ME工程师!这个层次不是所有的项目都需要达到的,一般是推荐10G Bps+的系统,采用了低损耗板材或者超低损耗板材的时候,由于材料对信号的影响变得更加显著,需要关注到铜箔的粗糙度以及玻璃纤维布的编制效应等。
2、层叠设计的关键要点所以,层叠设计的第一个关键要点其实已经揭示答案了:要了解板材的基本知识。
其实就算是上文提到的阻抗控制设计的第2层次,虽然不用制定铜箔及玻纤布型号,但是也需要了解材料的基本知识,知道Core芯板一般都有哪些厚度,知道什么是3313、2116……以及不同型号玻纤布的DK、DF参数等。
这不,高速先生微信群有人提问了:生益S1000的材料,算阻抗的时候,DK应该取什么值呢?所以大家注意了,高速先生是有微信群的,平常可以沟通交流技术问题,欢迎大家后台联系管理员加入哈。
下面来看一下TU872 SLK的详细Datasheet,在1G Hz的时候,不同型号的芯片,DK可以从3.48到4.0。
这么大的差异,对我们阻抗计算以及仿真都会带来影响,不能忽视。
那层叠设计还有其他哪些关键要点呢?信号回流与参考平面布线层数规划,这个是确定一个板子设计多少层的前提因素,我们的高速小姐刘为霞会在后续文章详细解释电源、地层数的规划层间串扰以及双带线的设计跨分割的影响,如何考虑信号跨分割下图是本系列层叠设计文章的大致计划,用脑图的方式来规划高速先生的文章,是不是很高大上的感觉?。
PCB叠层
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PCB叠层1层叠的定义及添加对高速多层板来说,默认的两层设计无法满足布线信号质量及走线密度要求,这个时候需要对PCB层叠进行添加,以满足设计的要求。
2正片层与负片层正片层就是平常用于走线的信号层(直观上看到的地方就是铜线),可以用“线”“铜皮”等进行大块铺铜与填充操作,如图8-32所示。
图8-32 正片层负片层则正好相反,即默认铺铜,就是生成一个负片层之后整一层就已经被铺铜了,走线的地方是分割线,没有铜存在。
要做的事情就是分割铺铜,再设置分割后的铺铜的网络即可,如图8-33所示。
图8-33 负片层3内电层的分割实现在Protel版本中,内电压是用“分裂”来分割的,而现在用的版本Altium Designer 19直接用“线条”、快捷键“PL”来分割。
分割线不宜太细,可以选择15mil及以上。
分割铺铜时,只要用“线条”画一个封闭的多边形框,再双击框内铺铜设置网络即可,如图8-34所示。
图8-34 双击给予网络正、负片都可以用于内电层,正片通过走线和铺铜也可以实现。
负片的好处在于默认大块铺铜填充,再进行添加过孔、改变铺铜大小等操作都不需要重新铺铜,这样省去了重新铺铜计算的时间。
中间层用电源层和GND层(也称地层、地线层、接地层)时,层面上大多是大块铺铜,这样用负片的优势就很明显。
4PCB层叠的认识随着高速电路的不断涌现,PCB的复杂度也越来越高,为了避免电气因素的干扰,信号层和电源层必须分离,所以就牵涉到多层PCB的设计。
在设计多层PCB之前,设计者需要首先根据电路的规模、电路板的尺寸和电磁兼容(EMC)的要求来确定所采用的电路板结构,也就是决定采用4层、6层,还是更多层数的电路板。
这就是设计多层板的一个简单概念。
确定层数之后,再确定内电层的放置位置及如何在这些层上分布不同的信号。
这就是多层PCB层叠结构的选择问题。
层叠结构是影响PCB的EMC性能的一个重要因素,一个好的层叠设计方案将会大大减小电磁干扰(EMI)及串扰的影响。
PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构
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PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构
一、PCB叠层设计层的排布原则
1、符合设计要求
PCB的叠层设计层要符合系统的结构要求,如信号传输、控制线路、
电源线路等。
这些要求具体取决于系统的功能和特点,要根据系统的需求
做出具体的叠层设计。
2、选择合适的铜厚度
叠层的设计要根据系统的参数,如电源电压和负载,确定线路的电阻
和电容,并估算线路的截面积。
根据截面积和PCB板材的铜厚度,确定叠
层设计中适当的铜厚度。
3、信号传输需求
叠层的设计需要考虑信号传输的需求,包括信号传输的速度、范围和
灵敏度。
线路的长度、铜厚度和布线方式,均会影响信号的传输特性。
因此,在叠层设计中要充分考虑信号传输的需求,进行合理的设计。
4、传输功耗过大
在进行叠层设计时,要注意线路的连接方式,避免节点功耗过大,以
免引起线路内部温度升高,影响系统的稳定性和可靠性。
5、保证叠层间的绝缘性
在PCB的叠层设计中,要注意保证叠层间的绝缘性,避免接触和短路。
这不仅有利于线路的正常工作,也有助于降低功耗,提高系统性能。
1、4层PCB
4层 PCB(4 Layer PCB)是一种常见的PCB叠层结构。
pcb叠层结构知识
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pcb叠层结构知识(汇总)2011-11-16 13:58:14标签:休闲多层板职场随着高速电路的不断涌现,PCB板的复杂度也越来越高,为了避免电气因素的干扰,信号层和电源层必须分离,所以就牵涉到多层PCB 的设计。
在多层板的设计中,对于叠层的安排显得尤为重要。
一个好的叠层设计方案将会大大减小EMI及串扰的影响,在下面的讨论中,我们将具体分析叠层设计如何影响高速电路的电气性能。
一.多层板和铺铜层(Plane)多层板在设计中和普通的PCB板相比,除了添加了必要的信号走线层之外,最重要的是安排了独立的电源和地层(铺铜层)。
在高速数字电路系统中,使用电源和地层来代替以前的电源和地总线的优点主要在于:1.为数字信号的变换提供一个稳定的参考电压。
2.均匀地将电源同时加在每个逻辑器件上3.有效地抑制信号之间的串扰原因在于,使用大面积铺铜作为电源和地层大大减小了电源和地的电阻,使得电源层上的电压很均匀平稳,而且可以保证每根信号线都有很近的地平面相对应,这同时减小了信号线的特征阻抗,对有效地较少串扰也非常有利。
所以,对于某些高端的高速电路设计,已经明确规定一定要使用6层(或以上的)的叠层方案,如Intel对PC133内存模块PCB板的要求。
这主要就是考虑到多层板在电气特性,以及对电磁辐射的抑制,甚至在抵抗物理机械损伤的能力上都明显优于低层数的PCB板。
如果从成本的因素考虑,也并不是层数越多价格越贵,因为PCB板的成本除了和层数有关外,还和单位面积走线的密度有关,在降低了层数后,走线的空间必然减小,从而增大了走线的密度,甚至不得不通过减小线宽,缩短间距来达到设计要求,往往这些造成的成本增加反而有可能会超过减少叠层而降低的成本,再加上电气性能的变差,这种做法经常会适得其反。
所以对于设计者来说,一定要做到全方面的考虑。
二.高频下地平面层对信号的影响如果我们将PCB的微带布线作为一个传输线模型来看,那么地平面层也可以看成是传输线的一部分,这里可以用“回路”的概念来代替“地”的概念,地铺铜层其实是信号线的回流通路。
AM2-780G 主板pcb层叠结构与阻抗控制

AM2-780G 主板pcb 层叠结构与阻抗控制一、参考层叠 1. 层叠图示阻焊绿油0.3~0.7mil 厚度Top 层厚度为2.0mil 铜(电镀之后) 1x3313 Pre-Preg 压合厚度 3.7mil 内层厚度 1.4mil 铜中间调节约48mil ,确保整板厚度为1.6mm 内层厚度 1.4mil 铜1x3313 Pre-Preg 压合厚度 3.7milBottom 层厚度为2.0mil 铜(电镀之后) 阻焊绿油0.3~0.7mil 厚度2. Pcb 板材要求Pcb 板材: Fr-4, Er= 4.0 @ 1.0GHz 3313PP 4mil 压合控制厚度为 3.7mil 整板厚度:63mil ±5mil ( = 1.6mm )二、控制阻抗线在pcb 上的位置图示1.CLKIN – CPU ( Clock IC to CPU ) 时钟差分对阻抗要求W/S1/S2 = 5mil/6mil/20mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示2.HT—CLK ( Clock IC to NB ) 时钟差分对阻抗要求W/S1/S2 = 5mil/7mil/20mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示3.HT—CAD、CTL (NB to CPU) 差分对阻抗要求W/S1/S2 = 4.5mil/5mil/16mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示W/S1/S2 = 5mil/5mil/16mil 阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示W/S1/S2 = 5mil/5mil/16mil 阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示6.DDR3—Addr、CMD、CTL (CPU to DIMM) 单端阻抗要求W = 9.5mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示7.DDR3—Data (CPU to DIMM) 单端阻抗要求W = 9.5mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示8.PCIEx16—GFX (NB to PCIEx16) 差分对阻抗要求W/S1/S2 = 5mil/5mil/16mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示9.PCIEx16 – REFCLK ( Clock IC to LAN, PCIEx16, SB and NB) 差分对阻抗要求W/S1/S2 = 5mil/5mil/16mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示10.HIS/HSO ( NB to LAN) 差分对阻抗要求W/S1/S2 = 5mil/5mil/16mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示N – MDI 差分对阻抗要求W/S1/S2 = 5mil/6mil/20mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示W/S1/S2 = 5mil/5mil/16mil 阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示W/S1/S2 = 5mil/5mil/16mil 阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示14.DMI ( SB to NB )差分对阻抗要求W/S1/S2 = 5mil/6mil/20mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示15.PCICLK (Clock to NB,SN,PCI,and IO)单线时钟阻抗要求W = 5mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示16.AUDIO 时钟、数据线阻抗要求W = 5mil阻抗控制要求预控制阻抗的线位置图示。
PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构
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PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构PCB(Printed Circuit Board)叠层设计是指在PCB板上合理地布局和堆叠不同层的电路板,以满足电路功能和性能要求的技术。
叠层设计不仅涉及到电路布线的密度和走线规则,还涉及到信号传输、电磁兼容和散热等因素。
在进行PCB叠层设计时,需要考虑以下几个原则:1.信号分类:根据电路板上的信号类型,将信号分类到不同的层,以便优化布局和提高信号的完整性。
2.电源和地层布局:将电源和地层布置在电路板的内层,并尽量使用连续的电源和地平面,以确保稳定的供电和减少信号噪声。
3.分析和隔离敏感信号:将敏感信号和高速信号分离并在不同的层上布置,以避免信号相互干扰。
4.电磁兼容性:在叠层设计中,需要考虑电磁兼容性问题,通过合理地堆叠层,减少信号层之间的串扰和辐射。
5.散热:在叠层设计中,需要考虑电路板散热问题,将散热层布置在适当的位置,以提高散热效果。
常用的PCB层叠结构有以下几种:1.单层结构:最简单、最常见的层叠结构,只有一层的电路板。
适用于简单的电路设计,成本低,但信号干扰较大,布线规则受限。
2.双层结构:由两层电路板组成,上层布置信号层,下层布置电源和地层。
适用于较复杂的电路设计,信号传输性能较好,但布线密度有限。
3.四层结构:由四层电路板组成,上下各一层信号层,中间两层为电源和地层。
适用于中等复杂度的电路,具有良好的抗干扰性和信号完整性。
4.六层结构:由六层电路板组成,与四层结构类似,但在两个信号层之间增加了一层作为地层。
适用于复杂的电路设计,更好地隔离信号层和提高信号完整性。
5.多层结构:由六层以上的电路板组成,可根据实际需要增加信号层、电源层和地层。
适用于超高密度和复杂的电路设计,但成本较高。
以上是常用的PCB层叠结构,实际应用还需要根据具体的设计要求和成本考虑进行选择。
正确的叠层设计可以提高电路的性能和可靠性,减少信号干扰和电磁辐射。
多层PCB层叠结构
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多层PCB层叠结构
1. 四层板经典结构:
TOP-------------Singnal顶层信号层
Inner1----------GND内电层
Inner2----------POWER内电层
BOTTOM----------Singnal2底层信号层
这种结构适用于:顶层信号层完成大部分布线,底层信号层少量布线;元件放置在顶层
这种结构好处:内电层GND 与内电层Power 紧邻,能实现较好的耦合每层信号层紧邻内电层信号层间隔大,不会产生较大干扰
注意:在底层【Bottom Layer】信号线较少的一层铺设大面积的地网络铜膜。
使之与内电层电源良好耦合!
2. 六层板层叠结构:
TOP------------------------Single1信号层1
Inner1---------------------GND内电层地
Inner2---------------------Single2信号层2
Inner3---------------------Power内电层电源
Inner4---------------------GND内电层地
Bottom---------------------Single3信号层3
三层内电层,三层信号层
优点:(1)电源与地层耦合,
(2)每个信号层与内电层相邻,没有直接相邻的信号层
(3)高速信号线布设在Inner2层,可以在内电层的有效屏蔽下运作
这是六层板常用结构!。
常用PCB层叠参考NEW

常用PCB层叠
说明:以下为常用的2-8层板公司最常用的层叠, 在之前成熟层叠的根底上汇总,这些层叠都是我们公司经过批量验证OK的,请在设计时调用.因为这是是个通用模板,适合所有情况,整理在一起的时侯,可能有些微调.各种叠法很多,未包含的后续再补充.未包含的情况大家类似目前处理方法,找到之前曾设计单板参考,根本都有.
备注:
1)改版还按之前的方式,新版设计,包括套用之前的模块布线,如果有更改,请修改下,方便后续重用.
2)设计中如果没有用到模板中的阻抗线,请在模板中删除
3)其他信号不得与有阻抗控制的信号线宽一致.有一致,其他信号线宽要稍作修改
4)根据实际情况选择对应的层叠,特别是如果没有及其以下间距的BGA器件的,选用对应的.请务必对应好,方便后续套用.
一.2层板
层叠:
阻抗控制表,一般不控制阻抗,无须填写
备注:不同板厚的2层板根据板厚修改1,2层之间的介质厚度即可,其他不变
二.4层板
:
阻抗要求:
:
1.单板上有及其以下PIN间距的BGA器件,有1或者2个布线内层. 如果一个内层布线,默认第3层为布线层,第4层为POWER.其他不变1)板厚
典型应用:含365,368,A5,8107等IC的PCB
2)板厚
典型应用:含365,368,A5,8107等IC的PCB
3. 单板上无及其以下PIN间距的BGA器件, 有1或者2个布线内层1)板厚
2)板厚
四.8层板
标准层叠,2个布线内层.
1.单板上有及其以下PIN间距的BGA器件,且2个内层1)板厚
1)板厚
2)板厚
及其以下PIN间距的BGA器件, 标准层叠,2个布线内层
1)板厚
2)板厚。
PCB四层板典型叠层方法与板厚控制

PCB四层板典型叠层方法与板厚控制四层板是一种常见的印制电路板(PCB)类型,其内部有四层铜箔,分别是两层信号层、一层地平面层和一层电源层。
这种叠层结构能够提供更好的电磁兼容性(EMC)和信号完整性,适用于较复杂的电路设计。
在设计四层板时,需要考虑叠层方法和板厚控制,以确保电路板的性能和可靠性。
一、四层板典型叠层方法1.信号层-地平面层-电源层-信号层叠层方法:这是最常见的四层板叠层方法。
信号层分布在两个对称层,地平面层用于提供地平面,电源层用于提供电源。
这种叠层方法可以减少信号层之间的干扰,并提供良好的电源和地平面。
2.信号层-电源层-地平面层-信号层叠层方法:这种叠层方法与第一种方法相似,只是地平面层和电源层的顺序颠倒。
这种叠层方法较少使用,但在一些特殊情况下可能会有特定要求。
3.隔层地平面层的叠层方法:在一些高频应用中,需要在信号层之间插入地平面层,以提供更好的环境屏蔽和电磁兼容性。
这种叠层方法可以减少信号层之间的互相干扰,并提供更好的信号完整性。
二、板厚控制在四层板设计中,板厚控制至关重要,常见的四层板标准厚度为1.6mm。
以下是一些常见的板厚控制要求:1.信号层和电源层铜箔厚度:通常,信号层和电源层的铜箔厚度相同,常用的铜箔厚度有1oz(约35um)和2oz(约70um)。
选择合适的铜箔厚度可以满足电流要求,并提供足够的导电性。
2.地平面层铜箔厚度:地平面层的铜箔厚度通常要比信号层和电源层的铜箔厚度大,以提供更好的导电性和地平面。
3.内层铜箔厚度:内层铜箔厚度一般与信号层和电源层的铜箔厚度相同,用于提供信号层之间的连接。
4.外层厚度:除了铜箔层之外,四层板还包括外层的基材。
通常,外层基材的厚度为0.1mm至0.2mm,可以根据需要进行选择。
5.高频应用板厚控制:对于高频应用,板厚控制更为严格。
通常要求板厚公差小于±5%。
在设计和制造过程中需要更加注意,以避免高频信号的传输损耗。
4层板层叠方案

4层板层叠方案引言在电子产品设计中,PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)的设计是至关重要的一步。
在实际的布线过程中,如果只使用双层板(2-layer PCB)进行设计,往往会受到一些限制,如信号干扰、地引线不足等问题。
为了解决这些问题,4层板(4-layer PCB)层叠方案应运而生。
本文将介绍4层板的层叠方案,包括层叠结构、层间连接及布线规则等内容,以帮助读者更好地理解和应用4层板设计。
1. 4层板层叠结构4层板层叠结构主要由四个层次组成,包括顶层(Top Layer)、信号层1(Signal Layer 1)、地层(Ground Layer)和底层(Bottom Layer)。
其中,信号层1连接所有需要布线的信号线,地层用来提供地引线以供信号层引用。
顶层和底层主要用于连接外部元件和电路。
将信号层1和地层之间,以及地层和底层之间进行层间连接,是为了提供良好的接地和回流路径,以最大程度地减少信号串扰和噪声问题。
这种层叠结构可以有效地隔离不同信号层之间的干扰,并且具有较低的电磁辐射。
2. 层间连接为了实现层与层之间的连接,可以采用两种常见的方式:通过孔连接(Via)和盲孔连接(Blind Via)。
2.1 通过孔连接通过孔连接是最常用的层间连接方式。
其原理是在PCB的非信号层上钻孔,然后通过插入导电材料实现层间的信号连接。
通过孔的直径和表面处理方式(如沉镀铜、金、银等)可以根据设计需求进行选择。
当信号线需要完成层间的连接时,需要将信号线连接至穿透全部层的通过孔上。
而当信号线只需要连接到相邻层时,可以使用盲孔连接。
2.2 盲孔连接盲孔连接是一种通过孔连接的变种,它只将信号线连接到相邻的层上,而不会穿透全部层。
盲孔连接通常是由于空间限制或成本考虑而选择的一种方式。
需要注意的是,由于盲孔只连接到特定的层,因此在设计中需要明确指定信号线的连接目标。
3. 布线规则在4层板设计中,布线规则是保证电路正常工作的重要因素。
PCB叠层设计的基本原则
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考虑到信号质量控制因素,PCB层叠设计的一般原则如下:
1、元件面相邻的第二层为地平面,提供器件屏蔽层以及顶层布线提供参考平面。
2、所有信号层尽可能与地平面相邻,以保证完整的回流通道。
3、尽量避免两层信号层直接相邻,以减少串扰。
4、主电源尽可能与其对应地相邻,构成平面电容,降低电源平面阻抗。
5、兼顾层压结构对称,利于制版生产时的翘曲控制。
以上为层叠设计的常规原则,在实际开展层叠设计时,电路板设计师可以通过增加相邻布线层的间距,缩小对应布线层到参考平面的间距,进而控制层间布线串扰率的前提下,可以使用两信号层直接相邻。
对于比较注重成本的消费类产品,可以弱化电源与地平面相邻降低平面阻抗的方式,从而尽可能减少布线层,降低PCB成本。
当然,这样做的代价是存在信号质量设计风险的。
对于背板(Backplane或midplane)的层叠设计,鉴于常见背板很难做到相邻走线互相垂直不可避免地出现平行长距离布线。
对于高速背板,一般层叠原则如下:
1、Top面、Bottom面为完整的地平面,构成屏蔽腔体。
2、无相邻层平行布线,以减少串扰,或者相邻布线层间距远远大于参考平面间距。
3、所有信号层尽可能与地平面相邻,以保证完整的回流通道。
需要说明的是,在具体的PCB层叠设置时,要对以上原则进行灵活掌握和运用,根据实际单板的需求进行合理的分析,最终确定合适的层叠方案,切忌生搬硬套。
pcb stackup术语
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pcb stackup术语摘要:1.PCB 堆叠术语简介2.PCB 堆叠的种类3.PCB 堆叠的应用4.PCB 堆叠的优缺点正文:一、PCB 堆叠术语简介PCB 堆叠术语,又称为PCB 层叠,是印刷电路板(PCB)设计中的一个专业术语,指的是在PCB 制造过程中,将多层电路板通过特定的工艺堆叠在一起,形成一个整体的电路板结构。
这种技术可以有效地减少PCB 的体积,提高其性能,因此在电子设备中得到了广泛的应用。
二、PCB 堆叠的种类根据堆叠的方式和层次的不同,PCB 堆叠可以分为以下几种:1.盲埋孔堆叠:这是最基本的堆叠方式,通过在PCB 的内层制作盲埋孔,将各层电路板连接在一起。
2.通孔堆叠:在PCB 的各层上制作通孔,通过金属化孔壁将各层电路板连接在一起。
3.埋孔堆叠:在PCB 的各层上制作埋孔,并用金属填充,将各层电路板连接在一起。
4.载板堆叠:将多层PCB 通过粘结剂粘贴在一起,形成一个整体的电路板结构。
三、PCB 堆叠的应用PCB 堆叠技术在众多领域都有广泛的应用,如:1.通信设备:手机、路由器等通信设备,其内部的射频电路、基带电路等都需要采用PCB 堆叠技术来实现小型化、高性能。
2.计算机:PCB 堆叠技术在计算机中的应用也非常普遍,如CPU、GPU、内存等关键部件,都需要采用PCB 堆叠技术来提高性能。
3.消费电子:电视、音响、相机等消费电子产品中,也大量使用了PCB 堆叠技术,以实现小型化、轻便化。
四、PCB 堆叠的优缺点PCB 堆叠技术虽然有很多优点,但也存在一些不足之处:1.优点:(1)减小了PCB 的体积和重量,提高了其性能;(2)提高了电路板的可靠性,减少了故障率;(3)降低了生产成本,提高了生产效率。
电子电路板层叠有什么讲究?没设计好,EMC一大堆问题,来看看
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电子电路板层叠有什么讲究?没设计好,EMC一大堆问题,来看看介绍PCB层叠是决定产品EMC性能的一个重要因素。
良好的层叠可以非常有效地减少来自PCB环路的辐射(差模发射),以及连接到板上的电缆的辐射(共模发射)。
另一方面,一个不好的层叠可以大大增加这两种机制的辐射。
对于板层叠的考虑,有四个因素是很重要的:1、层数;2、使用的层的数量和类型(电源和/或地面);3、层的排列秩序或顺序;4、层间的间隔。
通常只考虑到层数。
在许多情况下,其他三个因素同样重要,第四项有时甚至不为PCB设计者所知。
在决定层数时,应考虑以下几点:1、布线的信号数量和成本;2、频率;3、产品是否必须符合Class A或Class B发射要求?4 、PCB是在屏蔽机壳或非屏蔽机壳中;5 、设计团队的EMC工程专业知识。
通常只考虑第一项。
实际上,所有项目都是至关重要的,应当平等地加以考虑。
如果要以最少的时间和最低的成本实现优化设计,最后一项就特别重要,不应忽视。
使用接地和/或电源平面的多层板相比两层板提供了显著的辐射发射减少。
通常使用的经验法则是四层板产生的辐射比两层板少15dB,所有其他因素都是相等的。
有平面的板比没有平面的板要好得多,原因如下:1.它们允许信号以微带线(或带状线)的结构进行布线。
这些结构是被控制的阻抗传输线,比在两层板上使用的随机走线的辐射要小得多;2,接地平面显著降低了地面阻抗(因此也降低了地面噪声)。
虽然在20-25MHz的无屏蔽外壳中成功地使用了两层板,但这些情况是例外,而不是规则。
在大约10-15MHz以上,通常应该考虑多层板。
当使用多层板时,您应该尝试实现五个目标。
它们是:1、信号层应始终与平面相邻;2、信号层应紧密耦合(接近)到其相邻的平面;3、电源平面和地平面应该紧密地结合在一起;4、高速信号应埋在两个平面之间走线,平面就能起到屏蔽作用,并能抑制高速印制线的辐射;5、多个接地平面有很多优势,因为它们将降低电路板的接地(参考平面)阻抗,减少共模辐射。
PCB叠层设计方法
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PCB叠层设计方法设计者可能会设计奇数层印制板()。
假如布线不需要额外的层,为什么还要用它呢?莫非削减层不会让电路板更薄吗?假如电路板少一层,莫非成本不是更低么?但是,在一些状况下,增强一层反而会降低费用。
电路板有两种不同的结构:核芯结构和敷箔结构。
在核芯结构中,电路板中的全部导电层敷在核芯材料上;而在敷箔结构中,惟独电路板内部导电层才敷在核芯材料上,外导电层用敷箔介质板。
全部的导电层通过介质利用多层层压工艺粘合在一起。
核材料就是工厂中的双面敷箔板。
由于每个核有两个面,全面利用时,PCB的导电层数为偶数。
为什么不在一边用敷箔而其余用核结构呢?其主要缘由是:PCB的成本及PCB的弯曲度。
偶数层电路板的成本优势由于少一层介质和敷箔,奇数PCB板原材料的成本略低于偶数层PCB。
但是奇数层PCB的加工成本显然高于偶数层PCB。
内层的加工成本相同;但敷箔/核结构显然的增强外层的处理成本。
奇数层PCB需要在核结构工艺的基础上增强非标准的层叠核层粘合工艺。
与核结构相比,在核结构外添加敷箔的工厂生产效率将下降。
在层压粘合以前,外面的核需要附加的工艺处理,这增强了外层被划伤和蚀刻错误的风险。
平衡结构避开弯曲不用奇数层设计PCB的最好的理由是:奇数层电路板简单弯曲。
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强,具有两个不同结构的复合PCB弯曲的风险就越大。
消退电路板弯曲的关键是采纳平衡的层叠。
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,导致成本增强。
由于装配时需要特殊的设备和工艺,元器件放置精确度降低,故将伤害质量。
用法偶数层PCB当设计中浮现奇数层PCB时,用以下几种办法可以达到平衡层叠、降低PCB制作成本、避开PCB弯曲。
以下几种办法按优选级罗列。
1.一层信号层并利用。
假如设计PCB的电源层为偶数而信号层为奇数可采纳这种办法。
增强的层不增强成本,但却可以缩短交货时光、充实PCB质量。
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PCB 经典层叠
图5.24 到5.26 举例说明了分别为4 层、6 层和10 层的三个板子的经典叠层布局。
在下面描述的这些双层设计中,使用通常的环氧的环氧树脂多层制造方法,超过了10 层、设计者通常结合使用另外的地平面隔离布线层。
这些叠层适用于高速计算机产品,嵌入在屏蔽很好的板卡机架里,如果系统必须通过FCC,VDE,TENPEST 或其他的电磁辐射标准,并且没有屏蔽很好的板卡机架,那幺这些简单的叠层对达到你的目的的还是不充分的。
在每个图中,提到的水平由线的垂直布线是指该层的走线方向。
通常每层上的走线由放时彼此平行,并且与同它相邻一层的布线垂直。
在同一层上,很少有线走对角线,或者拐一个90 度的弯。
这一原则会增加布线的效率。
在图5.24 到图5.26 中,电源和地层以粗实线标识。
走线层按比例表示走线宽度和走线高度。