6層板堆疊在PCB設(shè)計(jì)中的重要性
數(shù)十年來,多層印刷電路板一直是設(shè)計(jì)領(lǐng)域的主要內(nèi)容。隨著電子元件的縮小,從而允許在一塊板上設(shè)計(jì)更多的電路,它們的功能增加了對支持它們的新型PCB設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的需求。有時(shí)6層板堆疊只是一種在板上獲得比2層或4層板所允許的走線更多的走線的方法。現(xiàn)在,在6層堆疊中創(chuàng)建正確的層配置以最大化電路性能比以往任何時(shí)候都更為重要。
由于信號(hào)性能較差,未正確配置的PCB層堆疊會(huì)受到電磁干擾(EMI)的影響。另一方面,設(shè)計(jì)良好的6層堆疊可以防止由阻抗和串?dāng)_引起的問題,并提高電路板的性能和可靠性。良好的疊層配置還將有助于保護(hù)電路板免受外部噪聲源的影響。這是6層堆疊配置的一些示例。
最佳的6層堆疊配置是什么?
您為6層板選擇的堆疊配置將在很大程度上取決于您需要完成的設(shè)計(jì)。如果您有很多信號(hào)需要路由,則需要4個(gè)信號(hào)層進(jìn)行路由。另一方面,如果優(yōu)先控制高速電路的信號(hào)完整性,則需要選擇提供最佳保護(hù)的選項(xiàng)。這是6層板中使用的一些不同配置。
第一層堆棧選項(xiàng)多年前使用的原始堆疊配置:
1. 最高信號(hào)
2. 內(nèi)部信號(hào)
3. 地平面
4. 電源平面
5. 內(nèi)部信號(hào)
6. 底部信號(hào)
這可能是最糟糕的配置,因?yàn)樾盘?hào)層沒有任何屏蔽,并且其中兩個(gè)信號(hào)層不與平面相鄰。隨著信號(hào)完整性和性能要求變得越來越重要,此配置通常被棄用。但是,通過用接地層替換頂部和底部信號(hào)層,您將再次獲得良好的6層堆疊。缺點(diǎn)是它只剩下兩個(gè)內(nèi)部層用于信號(hào)路由。
PCB設(shè)計(jì)中最常用的6層配置是將內(nèi)部信號(hào)路由層放在堆疊的中間:
1. 最高信號(hào)
2. 地平面
3. 內(nèi)部信號(hào)
4. 內(nèi)部信號(hào)
5. 電源平面
6. 底部信號(hào)
平面的配置為內(nèi)部信號(hào)路由層提供了更好的屏蔽,內(nèi)部信號(hào)路由層通常用于較高頻率的信號(hào)。通過使用較厚的介電材料增加兩個(gè)內(nèi)部信號(hào)層之間的距離,可以更好地增強(qiáng)這種堆疊。但是,此配置的缺點(diǎn)是電源平面和接地平面的分離會(huì)減小其平面電容。這將需要在設(shè)計(jì)中增加更多的去耦。
6層堆疊被配置為使PCB 具有最佳的信號(hào)完整性和性能,這種情況并不常見。在這里,信號(hào)層減少到3層,以便增加一個(gè)額外的接地層:
1. 最高信號(hào)
2. 地平面
3. 內(nèi)部信號(hào)
4. 電源平面
5. 地平面
6. 底部信號(hào)
這種堆疊將每個(gè)信號(hào)層放置在緊鄰接地層的位置,以獲得最佳的返回路徑特性。此外,通過使電源平面和接地平面彼此相鄰,可以創(chuàng)建規(guī)劃器電容。但是,缺點(diǎn)仍然是您確實(shí)會(huì)丟失一個(gè)信號(hào)層用于路由。
使用PCB設(shè)計(jì)工具
如何創(chuàng)建板層堆疊將對6層PCB設(shè)計(jì)的成功產(chǎn)生巨大影響。不過,今天的PCB設(shè)計(jì)工具能夠在設(shè)計(jì)中添加和刪除層,以便選擇最適合的任何層配置。重要的部分是選擇一種PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng),該系統(tǒng)可提供最大的靈活性和功耗,以便輕松的設(shè)計(jì)創(chuàng)建6層堆疊類型。
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