叠层设计原则一定要遵从这2个

叠层设计规则

1. 每个⾛线层都必须有⼀个邻近的参考层(电源或地层);

2. 邻近的主电源层和地层要保持最⼩间距,以提供较⼤的耦合电容;

下⾯列出从两层板到⼋层板的叠层来进⾏⽰例讲解：

⼀、单⾯PCB板和双⾯PCB板的叠层

对于两层板来说，由于板层数量少，已经不存在叠层的问题。控制EMI辐射主要从布线和布局来考虑；

单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出。造成这种现象的主要原因就是因是信号回路⾯积过⼤，不仅产⽣了较强的电磁辐射，⽽且使电路对外界⼲扰敏感。要改善线路的电磁兼容性，最简单的⽅法是减⼩关键信号的回路⾯积。

关键信号：从电磁兼容的⾓度考虑，关键信号主要指产⽣较强辐射的信号和对外界敏感的信号。能够产⽣较强辐射的信号⼀般是周期性信号，如时钟或地址的低位信号。对⼲扰敏感的信号是指那些电平较低的模拟信号。

单、双层板通常使⽤在低于10KHz的低频模拟设计中:

1）在同⼀层的电源⾛线以辐射状⾛线，并最⼩化线的长度总和；

2）⾛电源、地线时，相互靠近；在关键信号线边上布⼀条地线，这条地线应尽量靠近信号线。这样就形成了较⼩的回路⾯积，减⼩差模辐射对外界⼲扰的敏感度。当信号线的旁边加⼀条地线后，就形成了⼀个⾯积最⼩的回路，信号电流肯定会取道这个回路，⽽不是其它地线路径。

3）如果是双层线路板，可以在线路板的另⼀⾯，紧靠近信号线的下⾯，沿着信号线布⼀条地线，⼀线尽量宽些。这样形成的回路⾯积等于线路板的厚度乘以信号线的长度。

⼆、四层板的叠层

1. SIG－GND(PWR)－PWR (GND)－SIG；

2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND；

对于以上两种叠层设计，潜在的问题是对于传统的1.6mm（62mil）板厚。层间距将会变得很⼤，不仅不利于控制阻抗，层间耦合及屏蔽；特别是电源地层之间间距很⼤，降低了板电容，不利于滤除噪声。

对于第⼀种⽅案，通常应⽤于板上芯⽚较多的情况。这种⽅案可得到较好的SI性能，对于EMI性能来说并不是很好，主要要通过⾛线及其他细节来控制。主要注意：地层放在信号最密集的信号层的相连层，有利于吸收和抑制辐射；增⼤板⾯积，体现20H规则。

对于第⼆种⽅案，通常应⽤于板上芯⽚密度⾜够低和芯⽚周围有⾜够⾯积(放置所要求的电源覆铜层)的场合。此种⽅案PCB的外层均为地层，中间两层均为信号 /电源层。信号层上的电源⽤宽线⾛线，这可使电源电流的路径阻抗低，且信号微带路径的阻抗也低，也可通过外层地屏蔽内层信号辐射。从EMI控制的⾓度看， 这是现有的最佳4层PCB结构。

主要注意：中间两层信号、电源混合层间距要拉开，⾛线⽅向垂直，避免出现串扰；适当控制板⾯积，体现20H规则；如果要控 制⾛线阻抗，上述⽅案要⾮常⼩⼼地将⾛线布置在电源和接地铺铜岛的下边。另外，电源或地层上的铺铜之间应尽可能地互连在⼀起，以确保DC和低频的连接性。

三、六层板的叠层

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，推荐叠层⽅式：

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.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

四、⼋层板的叠层

1、由于差的电磁吸收能⼒和⼤的电源阻抗导致这种不是⼀种好的叠层⽅式。它的结构如下：

1.Signal 1 元件⾯、微带⾛线层

2.Signal 2 内部微带⾛线层，较好的⾛线层（X⽅向）

3.Ground

4.Signal 3 带状线⾛线层，较好的⾛线层（Y⽅向）

5.Signal 4 带状线⾛线层

6.Power

7.Signal 5 内部微带⾛线层

8.Signal 6 微带⾛线层

2、是第三种叠层⽅式的变种，由于增加了参考层，具有较好的EMI性能，各信号层的特性阻抗可以很好的控制

1.Signal 1 元件⾯、微带⾛线层，好的⾛线层

2.Ground 地层，较好的电磁波吸收能⼒

3.Signal 2 带状线⾛线层，好的⾛线层

4.Power 电源层，与下⾯的地层构成优秀的电磁吸收

5.Ground 地层

6.Signal 3 带状线⾛线层，好的⾛线层

7.Power 地层，具有较⼤的电源阻抗

8.Signal 4 微带⾛线层，好的⾛线层

3、最佳叠层⽅式，由于多层地参考平⾯的使⽤具有⾮常好的地磁吸收能⼒。

1.Signal 1 元件⾯、微带⾛线层，好的⾛线层

2.Ground 地层，较好的电磁波吸收能⼒

3.Signal 2 带状线⾛线层，好的⾛线层

4.Power 电源层，与下⾯的地层构成优秀的电磁吸收

5.Ground 地层

6.Signal 3 带状线⾛线层，好的⾛线层

7.Ground 地层，较好的电磁波吸收能⼒

8.Signal 4 微带⾛线层，好的⾛线层

对于如何选择设计⽤⼏层板和⽤什么⽅式的叠层，要根据板上信号⽹络的数量，器件密度，PIN密度，信号的频率，板的⼤⼩等许多因素。对于这些因素我们要综 合考虑。对于信号⽹络的数量越多，器件密度越⼤，PIN密度越⼤，信号的频率越⾼的设计应尽量采⽤多层板设计。为得到好的EMI性能最好保证每个信号层都 有⾃⼰的参考层。