PCB的層數(shù)多少取決于電路板的復(fù)雜程度，從PCB的加工過程來看，多層PCB是將多個(gè)“雙面板PCB”通過疊加、壓合工序制造出來的。但多層PCB的層數(shù)、各層之間的疊加順序及板材選擇是由電路板設(shè)計(jì)師決定的，這就是所謂的“PCB層疊設(shè)計(jì)”。
消費(fèi)類的很多產(chǎn)品，很多公司只給出板厚，層數(shù)以及管控阻抗值，疊層的設(shè)計(jì)都是板廠來進(jìn)行。隨著產(chǎn)品的速率提升，疊層設(shè)計(jì)不再是PCB板廠的專屬，已成為很多公司SI信號完整性工程師日常操作，正如系統(tǒng)的更新，跟上時(shí)代是永恒不變的主題。
PCB層疊設(shè)計(jì)需考慮的因素
一款PCB設(shè)計(jì)的層數(shù)及層疊方案取決于以下幾個(gè)因素：
1、硬件成本：PCB層數(shù)的多少與最終的硬件成本直接相關(guān)，層數(shù)越多硬件成本就越高，以消費(fèi)類產(chǎn)品為代表的硬件PCB一般對于層數(shù)有最高限制，例如筆記本電腦產(chǎn)品的主板PCB層數(shù)通常為4~6層，很少超過8層;
2、高密元器件的出線：以BGA封裝器件為代表的高密元器件，此類元器件的出線層數(shù)基本決定了PCB板的布線層層數(shù);
3、信號質(zhì)量控制：對于高速信號比較集中的PCB設(shè)計(jì)，如果重點(diǎn)關(guān)注信號質(zhì)量，那么就要求減少相鄰層布線以降低信號間串?dāng)_，這時(shí)布線層層數(shù)與參考層層數(shù)(Ground層或Power層)的比例最好是1:1，就會造成PCB設(shè)計(jì)層數(shù)的增加;反之，如果對于信號質(zhì)量控制不強(qiáng)制要求，則可以使用相鄰布線層方案，從而降低PCB層數(shù);
4、原理圖信號定義：原理圖信號定義會決定PCB布線是否“通順”，糟糕的原理圖信號定義會導(dǎo)致PCB布線不順、布線層數(shù)增加;
5、PCB廠家加工能力基線：PCB設(shè)計(jì)者給出的層疊設(shè)計(jì)方案(疊層方式、疊層厚度 等)，必須要充分考慮PCB廠家的加工能力基線，如：加工流程、加工設(shè)備能力、常用PCB板材型號等 。
PCB層疊設(shè)計(jì)需要在以上所有設(shè)計(jì)影響因素中尋求優(yōu)先級和平衡點(diǎn)。
PCB層疊設(shè)計(jì)的一般規(guī)則
1、地層與信號層之間應(yīng)緊密耦合，意思就是說，地層與電源層之間的距離應(yīng)盡量小，介質(zhì)厚度應(yīng)盡量小，以增大電源層與地層之間的電容(如果這里不明白，大家可以想一下平板電容，電容的大小與間距成反比)。
2、兩個(gè)信號層之間盡量不要直接相鄰，這樣容易發(fā)生信號的串?dāng)_，影響電路的性能。
3、對于多層電路板，例如4層板，6層板，一般要求信號層盡量與一個(gè)內(nèi)電層(地層或者電源層)相鄰，這樣可以利用內(nèi)電層的大面積覆銅來起到屏蔽信號層的作用，從而有效的避免了信號層之間的串?dāng)_。
4、對于高速信號層，一般要位于兩個(gè)內(nèi)電層之間，這樣做的目的是一方面起到對高速信號提供一個(gè)有效的屏蔽層，另一方面則將高速信號限制在兩個(gè)內(nèi)電層之間，減小對其他信號層的干擾。
5、要考慮層疊結(jié)構(gòu)的對稱性。
6、多個(gè)接地的內(nèi)電層可以有效的降低接地阻抗。
推薦的層疊結(jié)構(gòu)
1、把高頻走線布在頂層，以避免高頻走線過程中使用到過孔而引入感應(yīng)電感。在頂層隔離器和發(fā)送接收電路的數(shù)據(jù)線用高頻走線直接相連。
2、高頻信號線下面放置一個(gè)地平面，以控制傳輸連接線的阻抗，也提供了一個(gè)非常低電感的通路給返回電流(return current)流過。
3、將電源層置于接地層下面。這兩個(gè)參考層構(gòu)成了一個(gè)大約為100pF/inch2的附加高頻旁路電容器。
4、在底層布線布置低速控制信號。這些信號線擁有較大的余量來承受過孔引起的阻抗不連續(xù)，這樣的話就更有靈活性。
如果還需要增加供電層(Vcc)或信號層，增加的第二組電源層/地層必須對稱層疊。這樣層疊層壓結(jié)構(gòu)才穩(wěn)定，板子也不會翹曲。不同電壓的電源層和地層之間應(yīng)該靠近一點(diǎn)，這樣增加高頻旁路電容，從而抑制噪聲。
提醒：這里還有一層的意思就是要使用偶數(shù)層PCB，避免使用奇數(shù)層。因?yàn)槠鏀?shù)層電路板容易彎曲。
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