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PCB六层的两种板叠层结构方案介绍

  • 发布时间:2022-09-19 11:26:50
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PCB六层的两种板叠层结构方案介绍,下面和深亚电子一起来了解一下:

在高速信号PCB设计中,会尽量选择介电常数和材质损耗因子小的材质,相应地,成本也会变高。

layout工程师先评估好PCB需要的层数,确定好叠层设计及线宽线距,线宽线距就是为了控制信号线的特性阻抗

PCB板厚也不是随意定义的。常见的比如1mm,1.6mm,2mm,2.4mm

由于PP,CORE厚度也不是可以无限大或者无限小,都是有一定厚度范围的

所以对于一定板厚的PCB,比如1.6mm,最多叠层的层数也就有上限限制。

一般1.6mm的板厚,PCB最多叠14层左右。

1.什么是假八层?

六层板板厚在1.6mm及以上时,如果要进行常规阻抗控制(单线50欧姆,差分100欧姆),在层叠上会导致3、4层之间的厚度较高,超过3个7628半固化片的厚度。因大部分工厂PP最多只能叠3张(超过3张压合时,PP经高温由半固化状态转变成液态后容易从PNL板边流失)。这时候在生产上通常会用一个光板(没有铜皮的芯板或者把常规芯板两面的铜箔蚀刻掉)添加在3、4层之间来辅助达到预期的层叠厚度,这就是通常所说的假八层。其实那并不是真正的八层板,而是为了满足板子阻抗的需要,而出现的一种特殊叠层方式。比如六层板因阻抗或设计所限,中间多用了一张光板,两张芯板加一张光板,这本来是八层的叠构设计,实际做出来是六层的效果。这种就叫假八层板(实际是真六层板)。

 

2.六层板叠层推荐方式

6层板PCB设计中某些叠层方案对电磁场的屏蔽作用不够好,对电源汇流排瞬态信号的降低作用甚微。。对于芯片密度较大、时钟频率较高的设计应考虑6层板的设计。 

2.1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG; 

 

对于这种方案,这种叠层方案可得到较好的信号完整性,信号层与接地层相邻,电源层和接地层配对,每个走线层的阻抗都可较好控制,且两个地层都是能良好的吸收磁力线。并且在电源、地层完整的情况下能为每个信号层都提供较好的回流路径。 

2.2 GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND; 

对于这种方案,该种方案只适用于器件密度不是很高的情况,这种叠层具有上面叠层的所有优点,并且这样顶层和底层的地平面比较完整,能作为一个较好的屏蔽层来使用。需要注意的是电源层要靠近非主元件面的那一层,因为底层的平面会更完整。因此,EMI性能要比第一种方案好。 

小结:对于六层板的方案,电源层与地层之间的间距应尽量减小,以获得好的电源、地耦合。但62mil的板厚,层间距虽然得到减小,还是不容易把主电源与地层之间的间距控制得很小。对比第一种方案与第二种方案,第二种方案成本要大大增加。因此,我们叠层时通常选择第一种方案。设计时,遵循20H规则和镜像层规则设计。

3.层叠分析

3.1基本原则

怎么层叠?哪样层叠更好?一般遵循以下几点基本原则。

① 元件面、焊接面为完整的地平面(屏蔽)。

② 尽可能无相邻平行布线层。

③ 所有信号层尽可能与地平面相邻。

④ 关键信号与地层相邻,不跨分割区。

可以根据以上原则,对如图8-35和图8-36所示的常见的层叠方案进行分析,分析情况如下。

3.2常见的3种4层板的层叠方案优缺点

对比如表8-1所示。

 

3.3种常见的6层板的层叠方案优缺点

对比如表8-2所示。

 

动图封面


通过方案1到方案4的对比发现,在优先考虑信号的情况下,选择方案3和方案4会明显优于前面两种方案。但是在实际设计中,产品都是比较在乎成本的,然后又因为布线密度大,通常会选择方案1来做层叠结构,所以在布线的时候一定要注意相邻两个信号层的信号交叉布线,尽量让串扰降到最低。

 

THE END

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