什么是PCB疊層？PCB疊層設計原則

什么是PCB疊層？

一般情況下，當設計普通單、雙面板時，無需考慮PCB的疊層問題，通常直接選擇銅厚和板厚符合設計要求的覆銅板直接加工。但設計4層以上的PCB時，疊層設計直接影響PCB的性能和價格。

多層PCB由覆銅芯板（Core）、半固化片（prepreg，簡稱PP）與銅箔，一起按照疊層設計組合，經過壓合制成。

在PCB開始設計之前，Layout工程師會根據電路板的尺寸、電路的規模和電磁兼容（EMC）的要求確定PCB的層數，然后確定元器件的布局，最后確認信號層、電源層和地層的劃分。

PCB疊層設計原則

PCB疊層需要從層數、信號類型、板厚、材料選擇、銅厚、阻抗控制、EMI/EMC屏蔽、熱管理、成本和可測試性等多方面考慮。

滿足高速信號布線的信號完整性要求

對于關鍵信號線，需要構建GND/Signal/GND的疊層組合，相鄰信號層的帶狀線，交叉垂直布線，以最小化串擾耦合。從信號完整性的角度來講，關鍵高速信號使用帶狀線（Stripline）布線，非關鍵高速信號可以選擇使用微帶線（Microstrip）布線。

如非必要，不建議使用寬邊耦合帶狀線（Broadside-Coupled Stripline ），PCB加工過程中的曝光和蝕刻的偏移都會造成重疊錯位，加工過程困難而且難以保證阻抗的一致性。

微帶線和帶狀線布線的類型

pcb疊層設計方式有哪些

PCB疊層設計方式多種多樣，以下是一些常見的疊層設計方式：

對于信號層，通常每個信號層都與內電層直接相鄰，與其他信號層有有效的隔離，以減小串擾。在設計過程中，可以考慮多層參考地平面，以增強電磁吸收能力。

在多層板設計中，如10層板，根據電源層的需求，可能存在不同的疊層方案。例如，對于單一電源層的情況，一種方案是S G S S G P S S G S；對于需要兩電源層的情況，可以考慮S G S S G P S S P S的方案。

在具體疊層設置中，加大某些層之間的間距可以控制串擾，例如加大S1～S2、S3～S4的間距。

考慮到電磁吸收能力和電源阻抗，某些疊層方式可能具有更好的性能。例如，使用多層地參考平面的PCB板通常具有較好的電磁吸收能力。

疊層設計還需要考慮信號完整性、避免不連續性和環路的PCB層、電容去耦和磁通消除、避免不需要的阻抗和環路等因素。

疊層設計對電路有什么影響

疊層設計對電路的影響主要體現在以下幾個方面：

首先，疊層設計可以有效地提高電源質量，減少串擾和電磁干擾（EMI）。通過合理的疊層布局，如將信號層與電源層或地層相鄰，可以優化電磁場分布，降低各層之間的耦合干擾，提高電路的整體性能。

其次，疊層設計有助于節約成本。在有限的空間內，通過增加電路層數，可以在不增加PCB面積的情況下提高電路的集成度，實現更多功能。這有助于減小電子設備的尺寸，滿足現代電子設備小型化的趨勢。

再者，疊層設計可以提高電路的抗干擾能力。通過在疊層中引入絕緣層，可以減小電路之間的干擾和串擾，提高電路的穩定性和可靠性。這對于高速、高頻率的電路來說尤為重要，可以保證信號傳輸的準確性和完整性。

此外，疊層設計還可以降低電路的傳輸延遲。由于電路層之間的短距離傳輸，信號的傳輸時間可以大大降低，從而提高電路的工作效率。這對于需要高速數據傳輸的應用來說具有重要意義。

需要注意的是，疊層設計也需要權衡各種因素。例如，雖然增加電路層數可以提高集成度和性能，但也會增加制造成本。同時，疊層設計的復雜度也會隨著層數的增加而提高，可能增加設計和制造的難度。因此，在進行疊層設計時，需要綜合考慮性能、成本、制造難度等因素，以找到最適合的疊層方案。

審核編輯：黃飛