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  • 本文主要讲了六层PCB高速电路板叠层的几种方案,一起来学习下
  • 本文介绍如何避开PCB假八层结构的温柔陷阱---浅谈六层板叠层
  • 4/6/8/10/12/14/16/18层PCB板 叠层参考,多种叠层,多种厚,共50多种,标有阻抗信息,单端、差分线距线宽,纯干货,奉献给大家
  • PCB六层板叠层--假八层结构的陷阱

    万次阅读 2017-12-25 10:40:21
     我们常规的六层板叠层,是L2-3一张芯板(core),L4-5(core)一张芯板,其它的用PP加铜箔,最后压合在一起而成的。如图一所示。 图一 但是六层板板厚在1.6mm及以上时,如果要进行常规阻抗控制(单线50欧姆,差...

    参考博客:http://blog.csdn.net/qijitao/article/details/51505611

    1.什么是假八层?

      我们常规的六层板叠层,是L2-3一张芯板(core),L4-5(core)一张芯板,其它的用PP加铜箔,最后压合在一起而成的。如图一所示。


    这里写图片描述
    这里写图片描述
    图一

       但是六层板板厚在1.6mm及以上时,如果要进行常规阻抗控制(单线50欧姆,差分100欧姆),在层叠上会导致3、4层之间的厚度较高,超过3个7628半固化片的厚度。因大部分工厂PP最多只能叠3张(超过3张压合时,PP经高温由半固化状态转变成液态后容易从PNL板边流失)。这时候在生产上通常会用一个光板(没有铜皮的芯板或者把常规芯板两面的铜箔蚀刻掉)添加在3、4层之间来辅助达到预期的层叠厚度,这就是通常所说的假八层。其实那并不是真正的八层板,而是为了满足板子阻抗的需要,而出现的一种特殊叠层方式。比如下图六层板因阻抗或设计所限,中间多用了一张光板,两张芯板加一张光板,这本来是八层的叠构设计,实际做出来是六层的效果。这种就叫假八层板(实际是真六层板)。
    当然这只是假八层其中的一种情况,如下图所示,3、4层之间用了2张7628半固化片加一个假芯板的方案,这个做法会增加成本。


    这里写图片描述
    图二

      你注意到了吗?
      图一用的是两张芯板(core),而图二中用的是三张芯板(core),成本有很大的差异。
      那么我们怎样去避免这种情况的出现呢,我们推荐了以下几种做法,请大家参考借鉴。

    2.解决方案

    2.1 非高密时的解决方案

      这个答案有人回复了:如果可以实现3个布线层完成设计,那么六层板完全可以设计成为常规层叠。或者关键信号线(高速信号)数量不多,区域集中,也可以使用这个层叠方案,局部高速信号区域对应的相邻层铺地铜,做成局部3层布线(L1&L4&L6)。叠层如下(阻抗计算从略,大家可以自己算算,后面也是一样只写层叠)


    这里写图片描述
    图三

      缺点:关键信号多的情况下,三个层无法满足布线需求。
      

    较宽线宽方案

      板子的密度不高,没有小间距的器件,可以使用比较大的线宽进行设计的板子(比如8mil左右线宽)叠层和阻抗控制如下:


    这里写图片描述
    图四

      缺点:以上层叠方案,阻抗线设计为表层8~9mil左右,内层6~10mil
      存在小间距器件时,以上方案比较难于布线。

    2.2 非高速时的解决方案

      在一些没什么高速信号,阻抗控制的要求可以稍微降低一点,比如保证各层阻抗一致,但是阻抗的中心值为60~65欧姆,差分线控制在105欧姆左右,叠层和阻抗控制如下:


    这里写图片描述
    图五

      缺点:这个层叠方案有一定的技术风险,需要评估高速信号的反射。

    4.总结

      其他方案还有1、2,5、6作为布线层,3、4为电源地平面的方案,这个方案需要表层走线极短,只进行Fan out的设计,同时1、2之间,5、6之间的阻抗差距极大。
      另外在PCB设计时将阻抗设计成共面阻抗,此将叠层厚度调整厚,线宽加大,线到周围铜箔的间距调小也可以实现非假八层的方案来满足阻抗需求及降低成本。
      当然,大家的回复里面还有其他方案:比如把板厚改成1.2mm,这需要考虑机械结构的要求,一般情况下无法实现。
      其实,明眼人会说上面的所有方案都是有局限性的:
      信号较杂乱,必须要4个布线层才能完成布线
      有高密的BGA,无法走较宽的线
      速率较高,DDR3/4,高速串行总线,控其他阻抗担心有风险
          ……
     
      高速先生想说的就是:您的板子都高速又高密了,然后付出接近八层板的成本,却只得到六层板的性能,您真的不知道该怎么办吗?

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  • 六层板层叠结构设计方案

    千次阅读 2020-12-21 16:41:49
    六层板层叠结构设计方案  PCB板根据层数不同,层叠方案也有很多种,之前我们有写过关于《典型的PCB四层板层叠设计》,在这里想和大家谈谈六层板层叠设计方案,目前,我们常见的六层板层叠设计方案主要有以下三种...

    六层板层叠结构设计方案

     

      PCB板根据层数不同,层叠方案也有很多种,之前我们有写过关于《典型的PCB四层板层叠设计》,在这里想和大家谈谈六层板层叠设计方案,目前,我们常见的六层板层叠设计方案主要有以下三种。

     

      1、六层板层叠设计方案一:

      叠层设计:TOP、GND02、S03、PWR04、GND05、 BOTTOM

      此方案为业界现行六层PCB的主选层设置方案,有3个布线层和3个参考平面。第4层和第5层之间的芯板厚度不宜过厚,以便获得较低的传输线阻抗。低阻抗特性可以改善电源的退耦效果。第3层是最优的布线层,时钟等高风险线必须布在这一层,可以保证信号完整性和对EM能量进行抵制。底层是次好的布线层。顶层是可布线层。

      2、六层板层叠设计方案二:

      叠层设计:TOP、GND02、S03、S04、PWR05、 BOTTOM

      当电路板上的走线过多,3个布线层安排不下的情况下,可以采用这种层叠方案。这种方案有4个布线层和两个参考平面,但电源平面和地平面之间夹有两个信号层,电源平面与接地平面之间不存在任何电源退耦作用。由于第3层靠近地平面,因此它是最好的布线层,应安排时钟等高风险线。第1层、第4层、第6层是可布线层

      3、六层板层叠设计方案三:

      叠层设计:TOP、S02、GND03、PWR04、S05、 BOTTOM

      此方案也有4个布线层和两个参考平面。这种结构的电源平面/地平面采用小间距的结构,可以提供较低的电源阻抗和较好的电源退耦作用。顶层和底层是较差的布线层。靠近接地平面的第2层是最好的布线层,可以用来布时钟等高风险的信号线。在确保RF回流路径的条件下,也可以用第5层作为其他的高风险布线的布线层。第1层和第2层、第5层和第6层应采用交叉布线。

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  •  下面就让我们举例二、四、六层板来做说明: 1 单面 PCB 板和双面 PCB 板的叠层 对于两层板来说,控制 EMI 辐射主要从布线和布局来考虑。 单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出,造成这种现象的主要原因就是...
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  • 捷多邦PCB小编将以本文介绍一下六层pcb常规叠层结构相关知识。 在某些六层PCB设计叠层方案中,对电磁场的屏蔽作用不够好,对电源汇流排瞬态信号的降低作用也是微乎其微。那种芯片密度较大、时钟频率较高的设计可...

    PCB线路板层叠结构是影响其EMC性能的一个重要因素,亦是抑制电磁干扰的一个重要手段。在多层PCB板设计之前,都需要先根据电路的规模、线路板尺寸以及电磁兼容(EMC)的要求确定所采用的线路板结构。捷多邦PCB小编将以本文介绍一下六层pcb常规叠层结构相关知识。

    在某些六层PCB设计叠层方案中,对电磁场的屏蔽作用不够好,对电源汇流排瞬态信号的降低作用也是微乎其微。那种芯片密度较大、时钟频率较高的设计可考虑六层pcb设计。

    第一种叠层方案:SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG; 

    这种叠层方案可得到较好的信号完整性,信号层与接地层相邻,电源层和接地层配对,每个走线层的阻抗都能够较好控制,且两个地层都可良好的吸收磁力线。除此之外,在电源、地层完整的情况下可为每个信号层都提供较好的回流路径。 

    第二种叠层方案:GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND; 

    这种叠层方案只适用于器件密度不是很高的情况,这种叠层具有上面叠层的所有优点,并且这样顶层和底层的地平面比较完整,可以当作一个较好的屏蔽层来使用。需要注意的是电源层要靠近非主元件面的那一层,因为底层的平面会更完整。因此,EMI性能要比第一种方案好。 

    对于六层pcb设计方案,为了获得更好的电源、地耦合,应该尽量减少电源层与地层之间的间距。像62mil的板厚这种,虽然减小了层间距,也是不容易把主电源与地层之间的间距控制得很小。

    第二种方案相比较于第一种方案,大大增加了成本,所以我们在叠层时一般会选择第一种方案。在设计时,要遵循20H规则和镜像层规则设计。

    以上便是六层pcb常规叠层结构相关知识介绍,希望对你有所帮助!

    想要了解更多相关内容,可以关注我哦!PCB设计-PCB制板-SMT贴片-BOM配单

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  • 下面列出从两层板到八层板叠层来进行示例讲解: 一、单面PCB板和双面PCB板的叠层 对于两层板来说,由于板层数量少,已经不存在叠层的问题。控制EMI辐射主要从布线和布局来考虑; 单层板和双

    一直没懂PCB叠层设计,直到看见这篇文章......

    https://www.eda365.com/forum-2-1.html

    版权

    总的来说叠层设计主要要遵从两个规矩:

    1. 每个走线层都必须有一个邻近的参考层(电源或地层);

    2. 邻近的主电源层和地层要保持最小间距,以提供较大的耦合电容;

    在这里插入图片描述

    下面列出从两层板到八层板的叠层来进行示例讲解:

    一、单面PCB板和双面PCB板的叠层

    对于两层板来说,由于板层数量少,已经不存在叠层的问题。控制EMI辐射主要从布线和布局来考虑;

    单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出。造成这种现象的主要原因就是因是信号回路面积过大,不仅产生了较强的电磁辐射,而且使电路对外界干扰敏感。要改善线路的电磁兼容性,最简单的方法是减小关键信号的回路面积。

    关键信号:从电磁兼容的角度考虑,关键信号主要指产生较强辐射的信号和对外界敏感的信号。能够产生较强辐射的信号一般是周期性信号,如时钟或地址的低位信号。对干扰敏感的信号是指那些电平较低的模拟信号。

    单、双层板通常使用在低于10KHz的低频模拟设计中:

    1)在同一层的电源走线以辐射状走线,并最小化线的长度总和;

    2)走电源、地线时,相互靠近;在关键信号线边上布一条地线,这条地线应尽量靠近信号线。这样就形成了较小的回路面积,减小差模辐射对外界干扰的敏感度。当信号线的旁边加一条地线后,就形成了一个面积最小的回路,信号电流肯定会取道这个回路,而不是其它地线路径。

    3)如果是双层线路板,可以在线路板的另一面,紧靠近信号线的下面,沿着信号线布一条地线,一线尽量宽些。这样形成的回路面积等于线路板的厚度乘以信号线的长度。

    二、四层板的叠层

    1. SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;

    2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;

    对于以上两种叠层设计,潜在的问题是对于传统的1.6mm(62mil)板厚。层间距将会变得很大,不仅不利于控制阻抗,层间耦合及屏蔽;特别是电源地层之间间距很大,降低了板电容,不利于滤除噪声。

    对于第一种方案,通常应用于板上芯片较多的情况。这种方案可得到较好的SI性能,对于EMI性能来说并不是很好,主要要通过走线及其他细节来控制。主要注意:地层放在信号最密集的信号层的相连层,有利于吸收和抑制辐射;增大板面积,体现20H规则。

    对于第二种方案,通常应用于板上芯片密度足够低和芯片周围有足够面积(放置所要求的电源覆铜层)的场合。此种方案PCB的外层均为地层,中间两层均为信号 /电源层。信号层上的电源用宽线走线,这可使电源电流的路径阻抗低,且信号微带路径的阻抗也低,也可通过外层地屏蔽内层信号辐射。从EMI控制的角度看, 这是现有的最佳4层PCB结构。

    主要注意:中间两层信号、电源混合层间距要拉开,走线方向垂直,避免出现串扰;适当控制板面积,体现20H规则;如果要控 制走线阻抗,上述方案要非常小心地将走线布置在电源和接地铺铜岛的下边。另外,电源或地层上的铺铜之间应尽可能地互连在一起,以确保DC和低频的连接性。

    三、六层板的叠层

    对于芯片密度较大、时钟频率较高的设计应考虑6层板的设计,推荐叠层方式:

    1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;

    对于这种方案,这种叠层方案可得到较好的信号完整性,信号层与接地层相邻,电源层和接地层配对,每个走线层的阻抗都可较好控制,且两个地层都是能良好的吸收磁力线。并且在电源、地层完整的情况下能为每个信号层都提供较好的回流路径。

    2.GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;

    对于这种方案,该种方案只适用于器件密度不是很高的情况,这种叠层具有上面叠层的所有优点,并且这样顶层和底层的地平面比较完整,能作为一个较好的屏蔽层 来使用。需要注意的是电源层要靠近非主元件面的那一层,因为底层的平面会更完整。因此,EMI性能要比第一种方案好。

    小结:对于六层板的方案,电源层与地层之间的间距应尽量减小,以获得好的电源、地耦合。但62mil的板厚,层间距虽然得到减小,还是不容易把主电源与地 层之间的间距控制得很小。对比第一种方案与第二种方案,第二种方案成本要大大增加。因此,我们叠层时通常选择第一种方案。设计时,遵循20H规则和镜像层 规则设计

    在这里插入图片描述

    四、八层板的叠层

    1、由于差的电磁吸收能力和大的电源阻抗导致这种不是一种好的叠层方式。它的结构如下:

    1.Signal 1 元件面、微带走线层

    2.Signal 2 内部微带走线层,较好的走线层(X方向)

    3.Ground

    4.Signal 3 带状线走线层,较好的走线层(Y方向)

    5.Signal 4 带状线走线层

    6.Power

    7.Signal 5 内部微带走线层

    8.Signal 6 微带走线层

    2、是第三种叠层方式的变种,由于增加了参考层,具有较好的EMI性能,各信号层的特性阻抗可以很好的控制

    1.Signal 1 元件面、微带走线层,好的走线层

    2.Ground 地层,较好的电磁波吸收能力

    3.Signal 2 带状线走线层,好的走线层

    4.Power 电源层,与下面的地层构成优秀的电磁吸收 5.Ground 地层

    6.Signal 3 带状线走线层,好的走线层

    7.Power 地层,具有较大的电源阻抗

    8.Signal 4 微带走线层,好的走线层

    3、最佳叠层方式,由于多层地参考平面的使用具有非常好的地磁吸收能力。

    1.Signal 1 元件面、微带走线层,好的走线层

    2.Ground 地层,较好的电磁波吸收能力

    3.Signal 2 带状线走线层,好的走线层

    4.Power 电源层,与下面的地层构成优秀的电磁吸收 5.Ground 地层

    6.Signal 3 带状线走线层,好的走线层

    7.Ground 地层,较好的电磁波吸收能力

    8.Signal 4 微带走线层,好的走线层

    对于如何选择设计用几层板和用什么方式的叠层,要根据板上信号网络的数量,器件密度,PIN密度,信号的频率,板的大小等许多因素。对于这些因素我们要综 合考虑。对于信号网络的数量越多,器件密度越大,PIN密度越大,信号的频率越高的设计应尽量采用多层板设计。为得到好的EMI性能最好保证每个信号层都 有自己的参考层。

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