在設計PCB（印製電路板）時，需要考慮的一個最基本的問題就是實現電路要求的功能需要多少個布線層、接地平麵和電源平麵
，而印製電路板的布線層、接地平麵和電源平麵的層數的確定與電路功能
、信號完整性、EMI、EMC、製造成本等要求有關。

 

下麵列出了層疊設計要注意的8個原則：

 

1.分層

 

在多層PCB中
，通常包含有信號層（S）、電源（P）平麵和接地（GND）平ping麵mian。電dian源yuan平ping麵mian和he接jie地di平ping麵mian通tong常chang是shi沒mei有you分fen割ge的de實shi體ti平ping麵mian，它ta們men將jiang為wei相xiang鄰lin信xin號hao走zou線xian的de電dian流liu提ti供gong一yi個ge好hao的de低di阻zu抗kang的de電dian流liu返fan回hui路lu徑jing。信xin號hao層ceng大da部bu分fen位wei於yu這zhe些xie電dian源yuan或huo地di參can考kao平ping麵mian層ceng之zhi間jian，構gou成cheng對dui稱cheng帶dai狀zhuang線xian或huo非fei對dui稱cheng帶dai狀zhuang線xian。多duo層cengPCB的頂層和底層通常用於放置元器件和少量走線，這些信號走線要求不能太長
，以減少走線產生的直接輻射。

 

2.確定單電源參考平麵（電源平麵）

 

使用去耦電容是解決電源完整性的一個重要措施。去耦電容隻能放置在PCB的頂層和底層。去耦電容的走線
、焊盤，以yi及ji過guo孔kong將jiang嚴yan重zhong影ying響xiang去qu耦ou電dian容rong的de效xiao果guo，這zhe就jiu要yao求qiu設she計ji時shi必bi須xu考kao慮lv連lian接jie去qu耦ou電dian容rong的de走zou線xian應ying盡jin量liang短duan而er寬kuan，連lian接jie到dao過guo孔kong的de導dao線xian也ye應ying盡jin量liang短duan。例li如ru，在zai一yi個ge高gao速su數shu字zi電dian路lu中zhong，可ke以yi將jiang去qu耦ou電dian容rong放fang置zhi在zaiPCB的頂層
，將第2層分配給高速數字電路（如處理器）作為電源層，將第3層作為信號層，將第4層設置成高速數字電路地。

 

此(ci)外(wai)

，要(yao)盡(jin)量(liang)保(bao)證(zheng)由(you)同(tong)一(yi)個(ge)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)器(qi)件(jian)所(suo)驅(qu)動(dong)的(de)信(xin)號(hao)走(zou)線(xian)以(yi)同(tong)樣(yang)的(de)電(dian)源(yuan)層(ceng)作(zuo)為(wei)參(can)考(kao)平(ping)麵(mian)，而(er)且(qie)此(ci)電(dian)源(yuan)層(ceng)為(wei)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)器(qi)件(jian)的(de)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)層(ceng)。

 

3.確定多電源參考平麵

 

多duo電dian源yuan參can考kao平ping麵mian將jiang被bei分fen割ge成cheng幾ji個ge電dian壓ya不bu同tong的de實shi體ti區qu域yu。如ru果guo緊jin靠kao多duo電dian源yuan層ceng的de是shi信xin號hao層ceng

，那na麼me其qi附fu近jin的de信xin號hao層ceng上shang的de信xin號hao電dian流liu將jiang會hui遭zao遇yu不bu理li想xiang的de返fan回hui路lu徑jing
，使shi返fan回hui路lu徑jing上shang出chu現xian縫feng隙xi。對dui於yu高gao速su數shu字zi信xin號hao
，這zhe種zhong不bu合he理li的de返fan回hui路lu徑jing設she計ji可ke能neng會hui帶dai來lai嚴yan重zhong的de問wen題ti，所suo以yi要yao求qiu高gao速su數shu字zi信xin號hao布bu線xian應ying該gai遠yuan離li多duo電dian源yuan參can考kao平ping麵mian。

 

4.確定多個接地參考平麵（接地平麵）

 

多個接地參考平麵（接地層）可以提供一個好的低阻抗的電流返回路徑，可以減小共模EMl。接地平麵和電源平麵應該緊密耦合
，信號層也應該和鄰近的參考平麵緊密耦合。減少層與層之間的介質厚度可以達到這個目的。

 

5.合理設計布線組合

 

一個信號路徑所跨越的兩個層稱為一個“布線組合”。最好的布線組合設計是避免返回電流從一個參考平麵流到另一個參考平麵，而是從一個參考平麵的一個點（麵）流到另一個點（麵）。而(er)為(wei)了(le)完(wan)成(cheng)複(fu)雜(za)的(de)布(bu)線(xian)，走(zou)線(xian)的(de)層(ceng)間(jian)轉(zhuan)換(huan)是(shi)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)的(de)。在(zai)信(xin)號(hao)層(ceng)間(jian)轉(zhuan)換(huan)時(shi)

，要(yao)保(bao)證(zheng)返(fan)回(hui)電(dian)流(liu)可(ke)以(yi)順(shun)利(li)地(di)從(cong)一(yi)個(ge)參(can)考(kao)平(ping)麵(mian)流(liu)到(dao)另(ling)一(yi)個(ge)參(can)考(kao)平(ping)麵(mian)。在(zai)一(yi)個(ge)設(she)計(ji)中(zhong)，把(ba)鄰(lin)近(jin)層(ceng)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)布(bu)線(xian)組(zu)合(he)是(shi)合(he)理(li)的(de)。如(ru)果(guo)一(yi)個(ge)信(xin)號(hao)路(lu)徑(jing)需(xu)要(yao)跨(kua)越(yue)多(duo)個(ge)層(ceng)
，將(jiang)其(qi)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)布(bu)線(xian)組(zu)合(he)通(tong)常(chang)不(bu)是(shi)合(he)理(li)的(de)設(she)計(ji)
，因(yin)為(wei)一(yi)個(ge)經(jing)過(guo)多(duo)層(ceng)的(de)路(lu)徑(jing)對(dui)於(yu)返(fan)回(hui)電(dian)流(liu)而(er)言(yan)是(shi)不(bu)通(tong)暢(chang)的(de)。雖(sui)然(ran)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)在(zai)過(guo)孔(kong)附(fu)近(jin)放(fang)置(zhi)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)或(huo)者(zhe)減(jian)小(xiao)參(can)考(kao)平(ping)麵(mian)間(jian)的(de)介(jie)質(zhi)厚(hou)度(du)等(deng)來(lai)減(jian)小(xiao)地(di)彈(dan)，但(dan)也(ye)非(fei)一(yi)個(ge)好(hao)的(de)設(she)計(ji)。

 

6.設定布線方向

 

在同一信號層上，應保證大多數布線的方向是一致的，同時應與相鄰信號層的布線方向正交。例如，可以將一個信號層的布線方向設為"Y軸”走向，而將另一個相鄰的信號層布線方向設為“X軸”走向。

 

7.采用偶數層結構

 

從所設計的PCB疊層可以發現，經典的疊層設計幾乎全部是偶數層的，而不是奇數層的，這種現急是由多種因素造成的，如下所示。

 

從cong印yin製zhi電dian路lu板ban的de製zhi造zao工gong藝yi可ke以yi了le解jie到dao，電dian路lu板ban中zhong的de所suo有you導dao電dian層ceng救jiu在zai芯xin層ceng上shang，芯xin層ceng的de材cai料liao一yi般ban是shi雙shuang麵mian覆fu板ban
，當dang全quan麵mian利li用yong芯xin層ceng時shi
，印yin製zhi電dian路lu板ban的de導dao電dian層ceng數shu就jiu為wei偶ou數shu。

 

偶(ou)數(shu)層(ceng)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)具(ju)有(you)成(cheng)本(ben)優(you)勢(shi)。由(you)於(yu)少(shao)一(yi)層(ceng)介(jie)質(zhi)和(he)覆(fu)銅(tong)，故(gu)奇(qi)數(shu)層(ceng)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)原(yuan)材(cai)料(liao)的(de)成(cheng)本(ben)略(lve)低(di)於(yu)偶(ou)數(shu)層(ceng)的(de)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)成(cheng)本(ben)。但(dan)因(yin)為(wei)奇(qi)數(shu)層(ceng)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)需(xu)要(yao)在(zai)芯(xin)層(ceng)結(jie)構(gou)工(gong)藝(yi)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)增(zeng)加(jia)非(fei)標(biao)準(zhun)的(de)層(ceng)疊(die)芯(xin)層(ceng)黏(nian)合(he)工(gong)藝(yi)
，故(gu)造(zao)成(cheng)奇(qi)數(shu)層(ceng)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)加(jia)工(gong)成(cheng)本(ben)明(ming)顯(xian)高(gao)於(yu)偶(ou)數(shu)層(ceng)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)。與(yu)普(pu)通(tong)芯(xin)層(ceng)結(jie)構(gou)相(xiang)比(bi)，在(zai)芯(xin)層(ceng)結(jie)構(gou)外(wai)添(tian)加(jia)覆(fu)銅(tong)將(jiang)會(hui)導(dao)致(zhi)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)下(xia)降(jiang)，生(sheng)產(chan)周(zhou)期(qi)延(yan)長(chang)。在(zai)層(ceng)壓(ya)黏(nian)合(he)以(yi)前(qian)

，外(wai)麵(mian)的(de)芯(xin)層(ceng)還(hai)需(xu)要(yao)附(fu)加(jia)的(de)工(gong)藝(yi)處(chu)理(li)，這(zhe)增(zeng)加(jia)了(le)外(wai)層(ceng)被(bei)劃(hua)傷(shang)和(he)錯(cuo)誤(wu)蝕(shi)刻(ke)的(de)風(feng)險(xian)。增(zeng)加(jia)的(de)外(wai)層(ceng)處(chu)理(li)將(jiang)會(hui)大(da)幅(fu)度(du)提(ti)高(gao)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)。

 

當dang印yin製zhi電dian路lu板ban在zai多duo層ceng電dian路lu黏nian合he工gong藝yi後hou
，其qi內nei層ceng和he外wai層ceng在zai冷leng卻que時shi，不bu同tong的de層ceng壓ya張zhang力li會hui使shi印yin製zhi電dian路lu板ban上shang產chan生sheng不bu同tong程cheng度du上shang的de彎wan曲qu。而er且qie隨sui著zhe電dian路lu板ban厚hou度du的de增zeng加jia，具ju有you兩liang個ge不bu同tong結jie構gou的de複fu合he印yin製zhi電dian路lu板ban彎wan曲qu的de風feng險xian就jiu越yue大da。奇qi數shu層ceng電dian路lu板ban容rong易yi彎wan曲qu
，偶ou數shu層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban可ke以yi避bi免mian電dian路lu板ban彎wan曲qu。

 

在設計時，如果出現了奇數層的疊層，可以采用下麵的方法來增加層數。

 

ruguoshejiyinzhidianlubandedianyuancengweioushuerxinhaocengweiqishu
，zekecaiyongzengjiaxinhaocengdefangfa。zengjiadexinhaocengbuhuidaozhichengbendezengjia
，fanerkeyisuoduanjiagongshijian、改善印製電路板質量。

 

如ru果guo設she計ji印yin製zhi電dian路lu板ban的de電dian源yuan層ceng為wei奇qi數shu而er信xin號hao層ceng為wei偶ou數shu，則ze可ke采cai用yong增zeng加jia電dian源yuan層ceng這zhe種zhong方fang法fa。而er另ling一yi個ge簡jian單dan的de方fang法fa是shi在zai不bu改gai變bian其qi他ta設she置zhi的de情qing況kuang下xia在zai層ceng疊die中zhong間jian加jia一yi個ge接jie地di層ceng
，即ji先xian按an奇qi數shu層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban布bu線xian
，再zai在zai中zhong間jian複fu製zhi一yi個ge接jie地di層ceng。

 

在微波電路和混合介質（介質有不同介電常數）電路中，可以在接近印製電路板層疊中央增加一個空白信號層，這樣可以最小化層疊不平衡性。

 

8.成本考慮

 

在製造成本上，在具有相同的PCB麵(mian)積(ji)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，多(duo)層(ceng)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)成(cheng)本(ben)肯(ken)定(ding)比(bi)單(dan)層(ceng)和(he)雙(shuang)層(ceng)電(dian)路(lu)板(ban)高(gao)，而(er)且(qie)層(ceng)數(shu)越(yue)多(duo)

，成(cheng)本(ben)越(yue)高(gao)。但(dan)在(zai)考(kao)慮(lv)實(shi)現(xian)電(dian)路(lu)功(gong)能(neng)和(he)電(dian)路(lu)板(ban)小(xiao)型(xing)化(hua)，保(bao)證(zheng)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)、EMl
、EMC 等性能指標等因素時

，應盡量使用多層電路板。綜合評價，多層電路板與單雙層電路板兩者的成本差異並不會比預期的高很多。

 

來源：誌博PCB