四层板的叠层顺序设计及需考虑哪些因素

四层板有几种叠层顺序：

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：GND-S1+POWER-S2+POWER-GND

这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。

第二种情况：SIG1-GND-POWER-SIG2

这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：GND-S1-S2-POWER

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。

四层板的叠层设计，首先要注意四点常规因素：

1．铺铜层最好要成对设置，比如六层板的2，5或者3，4层要一起铺铜，这是考虑到工艺上平衡结构的要求，因为不平衡的铺铜层可能会导致PCB板膨胀时的翘曲变形。

2．最好每个信号层都能和至少一个铺铜层紧邻，这有利于阻抗控制和提高信号质量。

3．缩短电源和地层的距离，可以降低电源的阻抗，减小电流回路和抑制EMI。

4．在很高速的情况下，可以加入多余的地层来隔离信号层，但建议不要多加电源层来隔离，因为电源层会带来较多的高频噪声干扰。

四层板PCB设计除考虑以上因素外，还要考虑以下因素：

从四层以上的PCB板，一般都能保证良好的EMC和其它电气性能，所以对于较高速的电路设计，一定要求采用多层板。四层板的设计大致有两种形式：一是均匀间距，另外一种是非均匀间距。

对于均匀间距的设计来说，最大的优点在于电源和地之间的间距很小，可以大幅度降低电源的阻抗，提高电源的稳定性，但缺点在于两层信号层的阻抗较高，通常在105到130之间，而且由于信号层和参考平面之间的间距较大，增加了信号回流的面积，EMI较强。

而采用了后一种非均匀间距的设计，就可以较好的进行阻抗控制，信号靠近参考平面也有利于提高信号的质量，减少EMI，唯一的缺点就是电源和地之间的间距太大，造成电源和地的耦合减弱，阻抗增加，但这一点可以通过增加旁路电容来改善。实际高速电路设计一般要求进行阻抗控制和提高信号质量，所以较多的采用非均匀的四层板设计，两层信号层的空白区域也可以进行大面积的铺地处理。

还有一种较为特别的设计是表层和底层作为地和电源层，而中间两层作为信号走线层，这对EMI抑制和散热等方面较为有利，但是也带来很多不良的效果，比如很难进行测量和调试，工艺焊接，装配时会有一些困难，另外电源和地的耦合也需要使用大量的旁路电容实现，一般不建议采用这种方案。

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