叠层设计

在设计PCB（印制电路板）时，需要考虑的一个最基本的问题就是实现电路要求的功能需要多少个布线层、接地平面和电源平面，而印制电路板的布线层、接地平面和电源平面的层数的确定与电路功能、信号完整性、EMI、EMC、制造成本等要求有关。对于大多数的设计，PCB的性能要求、目标成本、制造技术和系统的复杂程度等因素存在许多相互冲突的要求，PCB的叠层设计通常是在考虑各方面的因素后折中决定的。高速数字电路和射须电路通常采用多层板设计。

下面列出了层叠设计要注意的8个原则：

<strong>1、分层</strong>

在多层PCB中，通常包含有信号层（S）、电源（P）平面和接地（GND）平面。电源平面和接地平面通常是没有分割的实体平面，它们将为相邻信号走线的电流提供一个好的低阻抗的电流返回路径。信号层大部分位于这些电源或地参考平面层之间，构成对称带状线或非对称带状线。多层PCB的顶层和底层通常用于放置元器件和少量走线，这些信号走线要求不能太长，以减少走线产生的直接辐射。

<strong>2、确定单电源参考平面（电源平面）</strong>

PCB层叠结构设计对产品成本、产品EMC的好坏都有直接的影响。板层的增加，方便了布线，但也增加了成本。设计的时候需要考虑各方面的需求，以达到最佳的平衡。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2020-12/wen_zhang_/100059533-115034-1.j…; alt=“图1"></center><center><i>图1</i></center>

在完成元器件的预布局后，一般需要对PCB的布线瓶颈处进行重点分析。

结合其他EDA工具分析电路板的布线密度；再综合有特殊布线要求的信号线如差分线、敏感信号线等的数量和种类来确定信号层的层数；然后根据电源的种类、隔离和抗干扰的要求来确定内电层的数目。

<strong>层叠选择因素考虑</strong>

本文介绍一些常见的叠层设计。

<strong>PCB的组成</strong>

PCB看上去像一个多层蛋糕，制作过程中将不同材料的层，通过粘合剂粘合到一起。从表层开始分别是丝印——阻焊——铜——FR4——铜。铜——阻焊——丝印。其中铜和FR4可以根据实际层数调整厚度，也有很多种类型，包括芯板、基板、光板、PP等等。

对于一个常规的PCB板，表层和底层基本是固定的，区别在于中间层。丝印位于最表层，一般以数字、字母、符号等组成，颜色以白色为主，也有其他颜色。阻焊层，也就是所谓的绿油层，位于表层铜上方，其作用是防止PCB上的走线和其他的金属、焊锡或者其它的导电物体接触导致短路。阻焊层的存在，使得可以在正确的地方进行焊接 ，并且防止焊锡搭桥。阻焊一般都是绿色，也有别的颜色。

在设计PCB（印制电路板）时，需要考虑的一个最基本的问题就是实现电路要求的功能需要多少个布线层、接地平面和电源平面，而印制电路板的布线层、接地平面和电源平面的层数的确定与电路功能、信号完整性、EMI、EMC、制造成本等要求有关。对于大多数的设计，PCB的性能要求、目标成本、制造技术和系统的复杂程度等因素存在许多相互冲突的要求，PCB的叠层设计通常是在考虑各方面的因素后折中决定的。高速数字电路和射须电路通常采用多层板设计。

下面列出了层叠设计要注意的8个原则：

<strong>1.分层</strong>

在多层PCB中，通常包含有信号层（S）、电源（P）平面和接地（GND）平面。电源平面和接地平面通常是没有分割的实体平面，它们将为相邻信号走线的电流提供一个好的低阻抗的电流返回路径。信号层大部分位于这些电源或地参考平面层之间，构成对称带状线或非对称带状线。多层PCB的顶层和底层通常用于放置元器件和少量走线，这些信号走线要求不能太长，以减少走线产生的直接辐射。

<strong>2.确定单电源参考平面（电源平面）</strong>