小資料
對於電源、地的層數以及訊號層數確定後,它們之間的相對排布位置是每乙個pcb工程師都不能迴避的話題;
層的排布一般原則:
元件面下面(第二層)為地平面,提供器件遮蔽層以及為頂層佈線提供參考平面;
所有訊號層盡可能與地平面相鄰;
盡量避免兩訊號層直接相鄰;
主電源盡可能與其對應地相鄰;
兼顧層壓結構對稱。
對於母板的層排布,現有母板很難控制平行長距離佈線,對於板級工作頻率在
50mhz
以上的(
50mhz
以下的情況可參照,適當放寬),建議排布原則:
元件面、焊接面為完整的地平面(遮蔽);
無相鄰平行佈線層;
所有訊號層盡可能與地平面相鄰;
關鍵訊號與地層相鄰,不跨分割區。
注:具體pcb的層的設定時,要對以上原則進行靈活掌握,在領會以上原則的基礎上,根據實際單板的需求,如:是否需要一關鍵佈線層、電源、地平面的分割情況等,確定層的排布,切忌生搬硬套,或摳住一點不放。
以下為單板層的排布的具體**:
*四層板,優選方案1,可用方案3
方案 電源層數 地層數 訊號層數 1 2 3 4
1 1 1 2 s g p s
2 1 2 2 g s s p
3 1 1 2 s p g s
方案1 此方案四層pcb的主選層設定方案,在元件面下有一地平面,關鍵訊號優選布top層;至於層厚設定,有以下建議:
滿足阻抗控制芯板(gnd到
power
)不宜過厚,以降低電源、地平面的分布阻抗;保證電源平面的去藕效果;為了達到一定的遮蔽效果,有人試圖把電源、地平面放在top、bottom層,即採用方案2:
此方案為了達到想要的遮蔽效果,至少存在以下缺陷:
電源、地相距過遠,電源平面阻抗較大
電源、地平面由於元件焊盤等影響,極不完整
由於參考面不完整,訊號阻抗不連續
實際上,由於大量採用表貼器件,對於器件越來越密的情況下,本方案的電源、地幾乎無法作為完整的參考平面,預期的遮蔽效果很難實現;方案2使用範圍有限。但在個別單板中,方案2不失為最佳層設定方案。
以下為方案2使用案例;
案例(特例):設計過程中,出現了以下情況:
a、整板無電源平面,只有gnd、pgnd各佔乙個平面;
b、整板走線簡單,但作為介面濾波板,佈線的輻射必須關注;
c、該板貼片元件較少,多數為外掛程式。
分析:
1、由於該板無電源平面,電源平面阻抗問題也就不存在了;
2、由於貼片元件少(單面布局),若表層做平面層,內層走線,參考平面的完整性基本得到保證,而且第二層可鋪銅保證少量頂層走線的參考平面;
3、作為介面濾波板,pcb佈線的輻射必須關注,若內層走線,表層為gnd、pgnd,走線得到很好的遮蔽,傳輸線的輻射得到控制;
鑑於以上原因,在本板的層的排布時,決定採用方案2,即:gnd、s1、s2、pgnd,由於表層仍有少量短走線,而底層則為完整的地平面,我們在s1 佈線層鋪銅,保證了表層走線的參考平面;五塊介面濾波板中,出於以上同樣的分析,設計人員決定採用方案2,同樣不失為層的設定經典。
列舉以上特例,就是要告訴大家,要領會層的排布原則,而非機械照搬。
方案3:此方案同方案1類似,適用於主要器件在bottom布局或關鍵訊號底層佈線的情況;一般情況下,限制使用此方案;
*六層板,優選方案3,可用方案1,備用方案2、4
方案 電源 地 訊號 1 2 3 4 5 6
#1 1 1 4 s1 g s2 s3 p s4
#2 1 1 4 s1 s2 g p s3 s4
#3 1 2 3 s1 g1 s2 g2 p s3
#4 1 2 3 s1 g1 s2 g2 p s3
對於六層板,優先考慮方案3,優選佈線層s2(stripline),其次s3、s1。主電源及其對應的地布在4、5層,層厚設定時,增大s2-p之間的間距,縮小p-g2之間的間距(相應縮小g1-s2層之間的間距),以減小電源平面的阻抗,減少電源對s2的影響;
在成本要求較高的時候,可採用方案1,優選佈線層s1、s2,其次s3、s4,與方案1相比,方案2保證了電源、地平面相鄰,減少電源阻抗,但s1、s2、s3、s4全部裸露在外,只有s2才有較好的參考平面;
對於區域性少量訊號要求較高的場合,方案4比方案3更適合,它能提供極佳的佈線層s2。
*八層板:優選方案2、3、可用方案1
方案 電源 地 訊號 1 2 3 4 5 6 7 8
#1 1 2 5 s1 g1 s2 s3 p s4 g2 s5
#2 1 3 4 s1 g1 s2 g2 p s3 g3 s4
#3 2 2 4 s1 g1 s2 p1 g2 s3 p2 s4
#4 2 2 4 s1 g1 s2 p1 p2 s3 g3 s4
#5 2 2 4 s1 g1 p1 s2 s3 g2 p2 s4
對於單電源的情況下:
方案2比方案1減少了相鄰佈線層,增加了主電源與
四層PCB電路板疊層設計方案
設計四層pcb電路板時,疊層一般 理論上來,可以有三個方案 方案一,1個電源層,1個地層和2個訊號層,分別是這樣排列 top 訊號層 l2 地層 l3 電源層 bot 訊號層 方案二,1個電源層,1個地層和2個訊號層,分別是這樣排列 top 電源層 l2 訊號層 l3 訊號層 bot 地層 方案三,...
高速PCB多層板疊層設計原則
多層pcb通常用於高速 高效能的系統,其中一些層用於電源或地參考平面,這些平面通常是沒有分割的實體平面。無論這些層做什麼用途,電壓為多少,它們將作為與之相鄰的訊號走線的電流返回路徑。構造乙個好的低阻抗的電流返回路徑最重要的就是合理規劃這些參考平面的設計。圖1所示為一種典型多層pcb疊層配置。訊號層大...
電源層和地線層完整性規則 PCB疊層設計的原則
在pcb設計 印製電路板 時,需要考慮的乙個最基本的問題就是實現電路要求的功能需要多少個佈線層 接地平面和電源平面,而pcb的佈線層 接地平面和電源平面的層數的確定與電路功能 訊號完整性 emi emc 製造成本等要求有關。對於大多數的設計,pcb的效能要求 目標成本 製造技術和系統的複雜程度等因素...