PCB设计中最基本的考虑因素之一是确定需要多少层布线层、接地层和电源层才能满足电路的功能需求。PCB的叠层设计通常是一种折衷方案,需要考虑各种因素。以下是PCB叠层设计的关键原则。
堆叠规划




外层包含接地和电源这些层主要用于布线和短路走线。对于高密度互连 (HDI) 应用,第二层通常是信号层,用于在细间距 BGA 元件之间布线。在这种 HDI 应用中,制造商通常使用激光钻孔进行可控深度钻孔,以便进入第二层。
平衡层所有叠层结构必须从PCB中心线开始保持平衡,以最大程度地减少或消除翘曲。预浸料(预浸渍材料)的类型和厚度必须在开始CAD布局之前确定。
制造注意事项在进行 CAD 布局之前,需要与制造商进行叠层分析,以确定铜的重量、预浸料和芯材厚度,从而确保阻抗可控。
材料厚度:
- 1.6mm FR4 材料用于 2-16 层叠层结构。
- 1.8mm FR4 用于 10-20 层叠层结构。
- 2.3mm FR4 用于 10-32 层叠层结构。
常见PCB厚度:
- A. 0.8毫米(0.031英寸)
- B. 1.0毫米(0.040英寸)
- C. 1.6毫米(0.062英寸)
- 直径 1.8 毫米(0.070 英寸)
- E. 2.3毫米(0.090英寸)
- F. 3.2毫米(0.125英寸)
堆叠式设计原则
层分割
在多层PCB中,通常包含信号层(S)、电源层(P)和接地层(GND)。电源层和接地层通常是连续的,为流经相邻信号走线的电流提供低阻抗回流路径。信号层大多位于电源层或接地层之间。多层PCB的顶层和底层通常用于放置元件和进行少量布线。
确定单功率参考平面
去耦电容只能放置在PCB的顶层和底层。连接到这些电容的走线、焊盘和过孔都会显著影响其性能。因此,务必确保连接到去耦电容的走线尽可能短而宽,并且连接到这些走线的过孔也应尽可能短。
确定多个功率参考平面
多个电源参考平面被划分为不同的区域,每个区域提供不同的电压电平。如果信号层与这些电源参考平面相邻,则这些层上的信号可能会遇到不良的回流路径,从而对信号完整性产生负面影响。因此,高速数字信号布线应远离多个电源参考平面。
确定多个地面参考平面(地面平面)
多个接地参考平面为电流提供低阻抗回流路径,有助于降低共模电磁干扰 (EMI)。接地平面和电源平面应紧密耦合,信号层也应与相邻的参考平面紧密耦合。
设计路由组合
信号走线所穿越的图层组合称为“布线组合”。最佳的布线组合设计应避免回流电流在不同的参考平面之间流动。理想情况下,回流电流应从同一参考平面上的一个点流向该平面上的另一个点。



