什么是PCB叠层？PCB叠层设计原则

什么是PCB叠层？

一般情况下，当设计普通单、双面板时，无需考虑PCB的叠层问题，通常直接选择铜厚和板厚符合设计要求的覆铜板直接加工。但设计4层以上的PCB时，叠层设计直接影响PCB的性能和价格。

多层PCB由覆铜芯板（Core）、半固化片（prepreg，简称PP）与铜箔，一起按照叠层设计组合，经过压合制成。

在PCB开始设计之前，Layout工程师会根据电路板的尺寸、电路的规模和电磁兼容（EMC）的要求确定PCB的层数，然后确定元器件的布局，最后确认信号层、电源层和地层的划分。

PCB叠层设计原则

PCB叠层需要从层数、信号类型、板厚、材料选择、铜厚、阻抗控制、EMI/EMC屏蔽、热管理、成本和可测试性等多方面考虑。

满足高速信号布线的信号完整性要求

对于关键信号线，需要构建GND/Signal/GND的叠层组合，相邻信号层的带状线，交叉垂直布线，以最小化串扰耦合。从信号完整性的角度来讲，关键高速信号使用带状线（Stripline）布线，非关键高速信号可以选择使用微带线（Microstrip）布线。

如非必要，不建议使用宽边耦合带状线（Broadside-Coupled Stripline ），PCB加工过程中的曝光和蚀刻的偏移都会造成重叠错位，加工过程困难而且难以保证阻抗的一致性。

微带线和带状线布线的类型

pcb叠层设计方式有哪些

PCB叠层设计方式多种多样，以下是一些常见的叠层设计方式：

对于信号层，通常每个信号层都与内电层直接相邻，与其他信号层有有效的隔离，以减小串扰。在设计过程中，可以考虑多层参考地平面，以增强电磁吸收能力。

在多层板设计中，如10层板，根据电源层的需求，可能存在不同的叠层方案。例如，对于单一电源层的情况，一种方案是S G S S G P S S G S；对于需要两电源层的情况，可以考虑S G S S G P S S P S的方案。

在具体叠层设置中，加大某些层之间的间距可以控制串扰，例如加大S1～S2、S3～S4的间距。

考虑到电磁吸收能力和电源阻抗，某些叠层方式可能具有更好的性能。例如，使用多层地参考平面的PCB板通常具有较好的电磁吸收能力。

叠层设计还需要考虑信号完整性、避免不连续性和环路的PCB层、电容去耦和磁通消除、避免不需要的阻抗和环路等因素。

叠层设计对电路有什么影响

叠层设计对电路的影响主要体现在以下几个方面：

首先，叠层设计可以有效地提高电源质量，减少串扰和电磁干扰（EMI）。通过合理的叠层布局，如将信号层与电源层或地层相邻，可以优化电磁场分布，降低各层之间的耦合干扰，提高电路的整体性能。

其次，叠层设计有助于节约成本。在有限的空间内，通过增加电路层数，可以在不增加PCB面积的情况下提高电路的集成度，实现更多功能。这有助于减小电子设备的尺寸，满足现代电子设备小型化的趋势。

再者，叠层设计可以提高电路的抗干扰能力。通过在叠层中引入绝缘层，可以减小电路之间的干扰和串扰，提高电路的稳定性和可靠性。这对于高速、高频率的电路来说尤为重要，可以保证信号传输的准确性和完整性。

此外，叠层设计还可以降低电路的传输延迟。由于电路层之间的短距离传输，信号的传输时间可以大大降低，从而提高电路的工作效率。这对于需要高速数据传输的应用来说具有重要意义。

需要注意的是，叠层设计也需要权衡各种因素。例如，虽然增加电路层数可以提高集成度和性能，但也会增加制造成本。同时，叠层设计的复杂度也会随着层数的增加而提高，可能增加设计和制造的难度。因此，在进行叠层设计时，需要综合考虑性能、成本、制造难度等因素，以找到最适合的叠层方案。

审核编辑：黄飞