6层PCB板叠层设计结构不同的方法的优点及缺陷,三个不同的6叠层结构方案,及PCB材料简单介绍——小北PCB设计 Allegro,pads,PCB电路板设计,电子元器件及芯片资料分享—小北设计

6层PCB板叠层设计结构不同的方法的优点及缺陷

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随着板层PCB设计的层数越来越大。我们常用的PCB的材料的有几种呢?我们常用的PCB板材质可分为两大类:刚性基板材料和柔性基板材料

按增强材料不同分为:纸基、玻璃布基、复合基(CEM系列等)和特殊材料基(陶瓷、金属基等)四大类。pcb板材的介电常数,一般为4.2-4.5和板厚有关系。

下来和小北聊聊不同六层PCB叠层的结构的优点及缺点

 6层PCB板叠层设计结构不同的方法的优点及缺陷

.六层板叠层

叠层方案1.TOP-GND02-ART03-PWR04-GND05-BOTTOM

此方案为目前业界主推的6PCB的叠层设计方案,有3个布线层,1个电源平面和2个地平面。第4层和第5层电源平面和地平面之间的芯板Core的厚度要尽可能小,以降低第4层电源平面的特性阻抗,使第4层和第5层的电源平面与地平面具有较好的电容去耦特性。第3层信号层是最优布线层,高速信号和高风险信号优先布置在该层。

电源层和地线层紧密偶合

每个信号层都与内电层直接相邻,与其他信号层均有有效的隔离,不易发生申扰。

ART03与两个内电层CND02 PWR04相选方当邻,可以用来传输高速信号。两个内电层可以有效地屏蔽外界对ART03叠层方案2:TOP-GND02-ART03-ART04-PWR05-BOTTOM

当PCB设计时需要的布线层数多,对成本要求苛刻时,可以采用此方案。此方案有4个布线层,1

电源平面和1个地平面,在电源平面和地平面之间夹有两个信号层,电源平面和地平面之间不存在任何的去耦作用,在处理电源层时可适当添加电源引脚的去耦电容,降低电源和地之间的特性阻抗。在该方案中,第三层ART03是最优布线层,高风险和高速信号优先布置在该层。

方案采用了4层信号层和2层内部电源/接地层,具有较多的信号层,有利于元器件之间的布线,但该方案的缺陷也较为明显,表现为以下两个方面。

电源层和地线层分隔较远,没有充分耦合。

信号层ART03ART04直接相邻,信号隔离性不好,容易发生串扰。


叠层方案3:TOPART02GND03PWR04ART05BOTTOM

该方案也有4个布线层、1个电源平面和1个地平面。第3层和第4层电源平面和地平面之间芯板的厚度要尽量小,使电源阻抗较低,提供较好的去耦效果。但由于第1层和第22个信号走线层相邻,第5层和第6层信号走线层相邻,信号质量较差,所以在走线时,第1层和第2层要交叉走线,第5层和第6层信号要交叉走线。靠近地平面的第2层是最优布线层。

方案3相对于方案2,电源层和地线层有了充分的耦合,比方案2有一定的优势,但TOPART02以及ART05BOTTOM信号层直接相邻,信号隔离不好,容易发生串扰的问题并没有得到解决。

综合各个方面,方案1显然是最优化的一种,同时,方案1也是6层板常用的层叠结构。通过对以上两个例子的分析,相信读者已经对层叠结构有了一定的认识,但在有些时候,某一个方案并不能满足所有的要求,这就需要考患各项设计原则的优先级问题。遗憾的是,由于电路板的板层设计和实际电路的特点密切相关,不同电路的抗干扰性能和设计侧重点各有不同,所以实际上这些原则并没有确定的优先级可供参考。

但可以确定的是,PCB设计原则是内部电源层和地层之间应该紧密耦,内部电源层和地层之间应该紧密耦合。如果电路中需要传输高速信号,在设计时需要首先得到满足,可以考虑将高速信号的布线在Top层或Bolom层,也可以考虑将高速信号布线在中间层,并且夹在两个内电层之间


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