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详细了解多层PCB堆叠结构

日期: 2021-09-10 14:42:58

在设计多层PCB电路板之前,设计人员首先需要根据电路规模、电路板尺寸和电磁兼容(EMC)要求确定所使用的电路板结构,即决定是否使用4层、6层层,或更多 多层电路板。确定层数后,确定放置内部电气层的位置以及如何在这些层上分配不同的信号。这是多层PCB堆叠结构的选择。叠层结构是影响PCB板EMC性能的重要因素,也是抑制电磁干扰的重要手段。本节将介绍多层PCB板叠层结构的相关内容。
层数的选择及叠加原则
在确定多层PCB板的层压结构时,需要考虑很多因素。从布线的角度来看,层数越多布线越好,但制板的成本和难度也会增加。对于制造商来说,叠层结构是否对称是制造PCB板时需要注意的重点,因此层数的选择需要考虑各方面的需要,以达到最佳平衡。
对于有经验的设计师来说,在完成元器件的预布局后,他们会重点分析PCB布线瓶颈。结合其他EDA工具,分析电路板的布线密度;然后综合有特殊布线要求的信号线的数量和类型,如差分线、敏感信号线等,确定信号层数;然后根据电源类型、隔离和抗干扰的要求确定内部电气层数。这样,整个电路板的层数就基本确定了。
在确定了电路板的层数后,接下来的任务就是合理安排每一层电路的放置顺序。在这一步中,需要考虑的主要因素有以下两点。
(1) 特殊信号层的分布。
(2) 电源层和地层的分布。
如果电路板的层数越大,特殊信号层、接地层和电源层的排列组合类型也会越多。确定哪种组合最好也比较困难,但一般原则如下。
(1) 信号层应与内电层(内电源/地层)相邻,内电层的大铜膜用于为信号层提供屏蔽。
(2)内部电源层与地层应紧密耦合,即内部电源层与地层之间的介质厚度应较小,以增大电源层与地层之间的电容并提高共振频率。内部电源层和地层之间的介质厚度可以在Protel的LayerStackManager(层堆栈管理器)中设置。选择[Design]/[LayerStackManager...]命令,系统弹出Layer Stack Manager对话框,用鼠标双击Prepreg文本,弹出如图11-1所示对话框。您可以在对话框的厚度选项中更改绝缘层。厚度。
如果电源和地线之间的电位差不大,可以采用更薄的绝缘层厚度,如5mil(0.127mm)。
(3)电路中的高速信号传输层应为信号中间层,夹在两个内部电气层之间。这样,两个内电层的铜膜可以为高速信号传输提供电磁屏蔽,同时可以有效限制高速信号在两个内电层之间的辐射,而不会造成外部干扰。
(4) 避免两个信号层直接相邻。相邻信号层之间容易引入串扰,导致电路功能失效。在两个信号层之间增加地平面可以有效避免串扰。
(5) 多个接地的内部电气层可以有效降低接地阻抗。例如,A信号层和B信号层使用独立的地平面,可以有效降低共模干扰。
(6) 考虑到层结构的对称性。
 


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