四层板叠层方案

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描述

  四层板叠层方案

  (一)常用四层板层叠方案

  如图:

pcb

  (二)不同层叠方案分析

  方案1

pcb

  此方案为业界现行四层pcb的主选层设置方案,在元件面下有一地平面,关键信号优选布top层;为了达到一定的屏蔽效果,有人试图把电源、地平面放在top、bottom层,即采用方案2:

pcb

  此方案为了达到想要的屏蔽效果,至少存在以下缺陷:

  a、电源、地相距过远,电源平面阻抗较大

  b、电源、地平面由于元件焊盘等影响,极不完整

  c、由于参考面不完整,信号阻抗不连续在当前大量采用表贴器件,且器件越来越密的情况下,本方案的电源、地几乎无法作为完整的参考平面,预期的屏蔽效果很难实现;方案2使用范围有限。但在个别单板中,方案2不失为最佳层设置方案。以下为方案2在xx产品的接口滤波板中的使用案例;

  案例:在以太网交换机的接口滤波板中,出现了以下情况:

  a,整板无电源平面;

  b,整板走线简单,但作为接口滤波板,布线的辐射必须关注;

  c,该板贴片元件较少,多数为插件。

  分析:1,由于该板无电源平面,电源地耦合无须考虑;

  2,由于贴片元件少,若表层做平面层,内层走线,参考平面的完整性基本 能得到保证,而且第二层可铺铜保证少量顶层走线的参考平面;

  3,作为接口滤波板,pcb布线的辐射必须关注,若内层走线,表层为gnd,走线得到很好的屏蔽,传输线的辐射得到控制;

  鉴于以上原因,在本板的层的排布时,我们决定采用方案2,即:gnd、s1、s2、gnd,由于表层仍有少量短走线,而底层则为完整的地平面,我们在s1布线层铺铜,保证了表层走线的参考平面;列举以上特例,就是要告诉大家,要领会层的排布原则,而非机械照搬。

  方案3:

pcb

  此方案同方案1类似,适用于主要器件在bottom布局或关键信号底层布线的情况;一般情况下,限制使用此方案;

  (三)总结结论:优选方案1,可用方案3。

  四层板有几种叠层顺序

  PCB 4层板的一般各层布局是;

  中间第一层有多个GND的分别铺,可以走少量线,注意不要分割每个铺铜,中间第二层VCC铺铜有多个电源的分别铺,可以走少量线,注意不要分割每个铺。

  是有四个走线层,一般是TOP LAYER顶层 , Buttom Layer底层 , VCC和GND这四层。一般是用通孔,埋孔,盲孔来连接彼此的层,比双层板多了个埋孔和盲孔。另外,VCC和GND这两个层尽量不要走信号线。

  第一种情况

  GND

  S1+POWER

  S2+POWER

  GND

  第二种情况

  SIG1

  GND

  POWER

  SIG2

  第三种情况

  GND

  S1

  S2

  POWER

  注:S1 信号布线一层,S2 信号布线二层;GND 地层 POWER 电源层

  第一种情况,应当是四层板中最好的一种情况。因为外层是地层,对EMI有屏蔽作用,同时电源层同地层也可靠得很近,使得电源内阻较小,取得最佳郊果。但第一种情况不能用于当本板密度比较大的情况。因为这样一来,就不能保证第一层地的完整性,这样第二层信号会变得更差。另外,此种结构也不能用于全板功耗比较大的情况。icfans

  第二种情况,是我们平时最常用的一种方式。从板的结构上,也不适用于高速数字电路设计。因为在这种结构中,不易保持低电源阻抗。以一个板2毫米为例:要求Z0=50ohm. 以线宽为8mil.铜箔厚为35цm。这样信号一层与地层中间是0.14mm。而地层与电源层为1.58mm。这样就大大的增加了电源的内阻。在此种结构中,由于辐射是向空间的,需加屏蔽板,才能减少EMI。

  第三种情况,S1层上信号线质量最好。S2次之。对EMI有屏蔽作用。但电源阻抗较大。此板能用于全板功耗大而该板是干扰源或者说紧临着干扰源的情况下。

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