几种典型的叠层方案及分析

了解了上述基本知识，我们可以得出相应的叠层设计方案。总体来说，尽量遵循以下几方面的规则：

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板的翘曲变形。 信号层和铺铜层要间隔放置，最好每个信号层都能和至少和一个铺铜层紧邻。

缩短电源和地层的距离，有利于电源的稳定和减少EMI。 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，这样可能造成不必要的噪声干扰。  但实际情况是，上述谈到的各种因素不可能同时满足，这时我们就要考虑一种相对来说比较合理的解决办法。下面就分析几种典型的叠层设计方案：

首先分析四层板的叠层设计。一般来说，对于较复杂的高速电路，最好不采用4层板，因为它存在若干不稳定因素，无论从物理上还是电气特性上。如果一定要进行四层板设计，则可以考虑设置为：电源-信号-信号-地，还有一种更好的方案是：外面两层均走地层，内部两层走电源和信号线，这种方案是四层板设计的最佳叠层方案，对EMI有极好的抑制作用，同时对降低信号线阻抗也非常有利，但这样布线空间较小，对于布线密度较大的板子显得比较困难。

下面重点讨论一下六层板的叠层设计，现在很多电路板都采用6层板技术，比如内存模块PCB板的设计，大部份都采用6层板(高容量的内存模块可能采用10层板)。最常规的6层板叠层是这样安排的：信号-地-信号-信号-电源-信号，从阻抗控制的观点来讲，这样安排是合理的，但由于电源离地平面较远，对较小共模EMI的辐射效果不是很好。如果改将铺铜区放在3和4层，则又会造成较差的信号阻抗控制及较强的差模EMI等不良问题。还有一种添加地平面层的方案，布局为：信号-地-信号-电源-地-信号，这样无论从阻抗控制还是从降低EMI的角度来说，都能实现高速信号完整性设计所需要的环境。但不足之处是层的堆叠不平衡，第三层是信号走线层，但对应的第四层却是大面积铺铜的电源层，这在PCB工艺制造上可能会遇到一点问题，在设计的时候可以将第三层所有空白区域铺铜来达到近似平衡结构的效果。

更复杂的电路实现需要使用十层板的技术，十层的PCB板绝缘介质层很薄，信号层可以离地平面很近，这样就非常好的控制了层间的阻抗变化，一般只要不出现严重的叠层设计错误，设计者都能较容易地完成高质量的高速电路板设计。如果走线非常复杂，需要更多的走线层，我们可以将叠层设置为：信号-信号-地-信号-信号-信号-信号-电源-信号-信号，当然这种情况不是我们最理想的，我们要求信号走线能在少量的层布完，而是用多余的地层来隔离其它信号层，所以更通常的叠层方案是：信号-地-信号-信号-电源-地-信号-信号-地-信号，可以看到，这里使用了三层地平面层，而只用了一层电源(我们只考虑单电源的情况)。这是因为，虽然电源层在阻抗控制上的效果和地平面层一样，但电源层上的电压受干扰较大，存在较多的高阶谐波，对外界的EMI也强，所以和信号走线层一样，是最好被地平面屏蔽起来的。同时，如果使用多余的电源层来隔离，回路电流将不得不通过去耦电容来实现从地平面到电源平面的转换，这样，在去耦电容上过多的压降会产生不必要的噪声影响。

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