PCB EMC设计中的PCB叠层结构
pcb结构堆叠技术
pcb结构堆叠技术摘要：1.Pcb结构堆叠技术简介2.Pcb结构堆叠技术的分类3.Pcb结构堆叠技术的优势4.Pcb结构堆叠技术在电子行业的应用5.我国在Pcb结构堆叠技术方面的研究和发展正文：PCB（Printed Circuit Board）结构堆叠技术是一种将电子元件固定在电路板上的技术。
这种技术可以通过将PCB堆叠在一起来增加电路板的复杂性和功能。
以下是有关PCB结构堆叠技术的详细信息。
PCB结构堆叠技术可以根据其堆叠方式和层数进行分类。
常见的分类包括：单面板、双面板、多层板、HDI板等。
单面板只有一层线路，元件直接焊接在铜层上；双面板有两层线路，元件焊接在顶层和底层；多层板有多层线路，每层都有不同的功能；HDI板则是一种高密度互连板，可以实现更复杂的电路连接。
PCB结构堆叠技术具有许多优势。
首先，它可以减少电路板的体积和重量，提高电子产品的便携性。
其次，堆叠技术可以增加电路板的层数，从而提高其集成度和性能。
此外，堆叠技术还有助于简化电子产品的制造过程，降低生产成本。
PCB结构堆叠技术在电子行业中得到了广泛应用，尤其是在通信、计算机、消费电子等领域。
例如，智能手机、平板电脑等便携式电子设备中都使用了堆叠技术，以实现更高的性能和更轻薄的设计。
我国在PCB结构堆叠技术方面取得了显著的研究成果和发展。
随着我国电子产业的快速发展，对PCB技术的需求不断增加。
为满足这一需求，我国加大了在PCB技术研究方面的投入，取得了一系列重要突破。
目前，我国在PCB 结构堆叠技术方面已具备国际竞争力，为国内外市场提供了大量高质量的PCB 产品。
总之，PCB结构堆叠技术在电子行业中具有广泛的应用前景。
PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构
PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构叠层设计层的排布原则和常用层叠结构在设计多层PCB板之前，设计者需要首先按照电路的规模、电路板的尺寸和电磁兼容()的要求来确定所采纳的电路板结构，也就是打算采纳4层，6层，还是更多层数的电路板。
确定层数之后，再确定内电层的放置位置以及如何在这些层上分布不同的信号。
这就是多层PCB层叠结构的挑选问题。
层叠结构是影响PCB板EMC性能的一个重要因素，也是抑制电磁干扰的一个重要手段。
本文介绍多层PCB板层叠结构的相关内容。
对于电源、地的层数以及信号层数确定后，它们之间的相对排布位置是每一个PCB工程师都不能回避的话题;层的排布普通原则：1、确定多层PCB板的层叠结构需要考虑较多的因素。
从布线方面来说，层数越多越利于布线，但是制板成本和难度也会随之增强。
对于生产厂家来说，层叠结构对称与否是PCB板创造时需要关注的焦点，所以层数的挑选需要考虑各方面的需求，以达到最佳的平衡。
对于有阅历的设计人员来说，在完成元器件的预布局后，会对PCB的布线瓶颈处举行重点分析。
结合其他工具分析电路板的布线密度;再综合有特别布线要求的信号线如差分线、敏感信号线等的数量和种类来确定信号层的层数;然后按照电源的种类、隔离和抗干扰的要求来确定内电层的数目。
这样，囫囵电路板的板层数目就基本确定了。
2、元件面下面(其次层)为地平面，提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面;敏感信号层应当与一个内电层相邻(内部电源/地层)，利用内电层的大铜膜来为信号层提供屏蔽。
电路中的高速信号传输层应当是信号中间层，并且夹在两个内电层之间。
这样两个内电层的铜膜可以为高速信号传输提供电磁屏蔽，同时也能有效地将高速信号的辐射限制在两个内电层之间，不对外造成干扰。
3、全部信号层尽可能与地平面相邻;4、尽量避开两信号层挺直相邻;相邻的信号层之间简单引入串扰，从而导致电路功能失效。
在两信号层之间加入地平面可以有效地避开串扰。
pcb的叠层内缩规则
印制电路板（PCB）的叠层内缩规则印制电路板（PCB）作为电子设备中的关键部件，其设计与制造质量直接关系到电子产品的性能与可靠性。
在PCB设计中，叠层设计是一个至关重要的环节，而叠层内缩规则更是确保信号完整性、减少电磁干扰（EMI）以及提高制造良率的关键因素。
本文将详细探讨PCB叠层内缩规则的原理、应用及其实践中的注意事项。
一、叠层内缩规则的基本概念叠层内缩，顾名思义，是指在PCB的多层结构中，内层线路的图形相对于外层线路图形向内收缩的一种设计策略。
这种收缩不是随意的，而是根据信号的传输特性、板材的电气性能以及制造工艺的要求来确定的。
内缩的主要目的是减少信号在传输过程中的损耗和反射，同时避免由于层间对准误差导致的短路风险。
二、叠层内缩规则的原理1. 信号完整性考虑：高速信号在PCB上传输时，如果线路边缘不规整或存在突变，会引起信号的反射和辐射，导致信号质量下降。
通过内缩设计，可以使线路边缘更加平滑，减少信号的反射和辐射。
2. 电磁兼容性（EMC）考虑：电磁干扰是电子设备中普遍存在的问题。
内缩设计有助于减少层间信号的耦合，从而降低电磁干扰。
3. 制造工艺考虑：在PCB制造过程中，由于层间对准误差的存在，如果内外层线路完全对齐，可能会导致层间短路。
通过内缩设计，可以为制造误差提供一定的容差空间，提高制造良率。
三、叠层内缩规则的应用1. 内缩量的确定：内缩量的大小应根据信号的传输速率、板材的介电常数、线路宽度以及制造工艺的精度等因素来综合考虑。
一般来说，信号速率越高、板材介电常数越大、线路宽度越窄，所需的内缩量就越大。
2. 不同层级的内缩策略：在多层PCB设计中，不同层级可能需要采用不同的内缩策略。
例如，对于高速信号层，可能需要采用较大的内缩量以减少信号反射；而对于电源层或地层，内缩的需求可能相对较小。
3. 特殊结构的处理：在PCB设计中，经常会遇到一些特殊结构，如盲孔、埋孔等。
对于这些结构，内缩规则的应用需要特别注意。
PCB线路板常用阻抗设计及叠层结构
PCB线路板常用阻抗设计及叠层结构PCB线路板（Printed Circuit Board）是现代电子设备中常用的一种基础组件，用于支持和连接电子元件，实现电路功能。
在PCB设计过程中，阻抗是一个重要的设计参数，特别是在高频信号传输和高速数字信号传输中。
1.电源和地线：电源和地线通常被设计成具有低阻抗的结构，以确保稳定的电源供应和良好的信号接地。
在PCB布局中，电源和地线一般会采用较宽的铜箔，以降低电阻和电感。
2.信号线：对于高速数字信号和高频信号的传输，常常需要控制信号线的阻抗。
阻抗匹配可以提高信号传输的带宽和抗干扰能力。
常见的阻抗设计包括单端阻抗和差分阻抗。
单端线路一般采用50欧姆的阻抗，而差分线路一般采用90欧姆的阻抗。
3.地平面：在高速数字信号传输中，地平面既可以作为信号的返回路径，同时也可以帮助抑制信号的辐射和干扰。
为了保持地平面的阻抗一致性，通常会在地平面上布满大面积的铜箔，以降低电阻和电感。
5.间距和宽度：阻抗的大小与线路的宽度和间距密切相关。
调整线路的宽度和间距可以实现对阻抗的精确控制。
在设计过程中，可以使用专业的PCB设计工具进行阻抗仿真和优化，以满足设计需求。
对于PCB线路板的叠层结构，常见的设计包括以下几种：1. 单面板（Single Layer PCB）：单面板是最简单的PCB结构，只有一层导电层，通常用于简单的电路或低成本的产品中。
2. 双面板（Double Layer PCB）：双面板具有两层导电层，信号可以在两层之间进行传输。
双面板可以实现更复杂的电路布局和更高的密度，通常用于中等复杂度的产品。
3. 多层板（Multilayer PCB）：多层板由内外多个导电层组成，其中通过绝缘层来隔离。
多层板可以实现更高的集成度和更复杂的布局，用于高速数字信号传输和复杂电路的设计。
4. 刚性-柔性板（Rigid-Flex PCB）：刚性-柔性板结合了刚性电路板和柔性电路板的优势。
一到八层电路板的叠层设计方式
一到八层电路板的叠层设计方式电路板的叠层安排是对PCB的整个系统设计的基础。
叠层设计如有缺陷，将最终影响到整机的EMC性能。
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;下面列出从单层板到八层板的叠层：一、单面板和双面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pcb线路板的厚度乘以信号线的长度。
二、四层板的叠层推荐叠层方式：2.1 SIG－GND(PWR)－PWR (GND)－SIG；2.2 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。
PCB叠层结构参考即多层板叠层建议
PCB叠层结构参考即多层板叠层建议电路板的叠层安排是对PCB的整个系统设计的基础。
叠层设计如有缺陷, 将最终影响到整机的EMC性能。
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；下面列出从两层板到十层板的叠层：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。
、四层板的叠层;推荐叠层方式：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。
PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构
PCB叠层设计层的排布原则和常用层叠结构
一、PCB叠层设计层的排布原则
1、符合设计要求
PCB的叠层设计层要符合系统的结构要求，如信号传输、控制线路、
电源线路等。
这些要求具体取决于系统的功能和特点，要根据系统的需求
做出具体的叠层设计。
2、选择合适的铜厚度
叠层的设计要根据系统的参数，如电源电压和负载，确定线路的电阻
和电容，并估算线路的截面积。
根据截面积和PCB板材的铜厚度，确定叠
层设计中适当的铜厚度。
3、信号传输需求
叠层的设计需要考虑信号传输的需求，包括信号传输的速度、范围和
灵敏度。
线路的长度、铜厚度和布线方式，均会影响信号的传输特性。
因此，在叠层设计中要充分考虑信号传输的需求，进行合理的设计。
4、传输功耗过大
在进行叠层设计时，要注意线路的连接方式，避免节点功耗过大，以
免引起线路内部温度升高，影响系统的稳定性和可靠性。
5、保证叠层间的绝缘性
在PCB的叠层设计中，要注意保证叠层间的绝缘性，避免接触和短路。
这不仅有利于线路的正常工作，也有助于降低功耗，提高系统性能。
1、4层PCB
4层 PCB（4 Layer PCB）是一种常见的PCB叠层结构。
PCB叠层结构知识多层板设计技巧
PCB叠层结构知识多层板设计技巧PCB（Printed Circuit Board）叠层结构是指将多个层（Layer）的电路板通过堆叠的方式组合在一起形成一个整体。
多层板设计技巧包括了布线规则、信号与电源分离、地电平整、阻抗控制等方面的知识。
下面将详细介绍PCB叠层结构知识和多层板设计技巧。
首先，关于PCB的叠层结构。
PCB的叠层结构可以根据电路设计的需要选择不同的层数，一般常见的有4层、6层、8层等不同层数的叠层结构。
叠层结构具有以下几个优点：1.紧凑性：叠层结构可以将电路板的整体尺寸缩小，提高电子产品的集成度。
2.信号完整性：通过在内层设置地电平、电源电平和信号层，可以有效减少信号串扰和引入的干扰，提高信号完整性。
3.电路效率：叠层结构可以实现电路的分区布局，提高电路的工作效率。
在进行多层板设计时，需要注意以下一些设计技巧：1.PCB分区：将电路板按照不同功能进行分区，将信号层、地电平、电源电平等布局在不同的分区内，以减小信号串扰和电磁干扰。
2.信号与电源分离：将高频信号与低频信号的电源层分离开来，以减小高频信号对低频信号的干扰。
3.地电平规划：在每一层中都设置地电平层，通过整体的地电平规划和细致的连接，可以有效减小信号引入的误差和电磁辐射。
4.阻抗控制：针对高频信号的传输需要控制信号线的阻抗，通过在叠层结构中选择合适的层间间距和层间介质常数，可以实现所需的阻抗匹配。
5.差分信号布线：对于差分信号，要注意将两条线平行布线，且长度相等，以减小信号的模式转换和串扰。
6.信号引线规划：信号引线的布线应尽量短且直，以减小传输延迟和信号失真。
7.确保电源稳定：多层板设计中，要保证各个层的电源电平稳定，避免因电源干扰导致的工作异常。
综上所述，PCB的叠层结构是一种优化电路设计的方法，可以提高电路性能和可靠性。
在进行多层板设计时，需要根据具体的电路要求选择合适的叠层结构，并采用相关的设计技巧，以确保电路板的性能达到设计目标。
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一、电源平面和地平面要满足20H规则
二、当电源层、底层数及信号的走线层数确定后，为使PCB具有良好的EMC性能它们之间的相对排布位置基本要求如下：
元器件层下面（第二层）为地平面，提供器件屏蔽层及为顶层布线提供参考平面。
所有信号层尽可能与地平面相邻
尽量避免两信号层走线相邻。
如果无法避免，应加大相邻信号层的走线间距，是两层信号线走线在上下位置呈垂直走线状态
主电源尽可能与其对应地相邻，并尽可能减小电源和地平面之间的距离，以小于5mil为优，最好不要超过10mil
兼顾层压结构的对称叠层还要兼顾PCB制造工艺和控制PCB的翘曲度。
通常民用产品采用IPC_II标准，要求PCB的翘曲度要小于0.75%。
采用偶数层结构。
三、常见的PCB叠层结构
1、四层板的叠层结构：
TOP、GND02、PWR03、BOTTOM；（TOP层下面有完整的地平面为最优布线层，关键信号应该优先布置在该层。
电源平面和地平面的距离不宜过厚最好不超过5mil）
TOP、PWR02、GND03、BOTTOM;（此方案和方案a类似）
GND01、S02、S03、GND04/PWR04（为达到一定的屏蔽效果，有时采用此方案）
2、六层板的叠层结构
TOP、GND02、S03、PWR04、GND05、BOTTOM(此方案是业界主推的6层PCB的叠层设计方案，有3个布线层，一个电源平面，2个地平面。
第4、5层之间的厚度要尽可能小弟3层是最佳布线层，告诉信号和高风险信号优先布置在该层)
TOP、GND02、S03、S04、PWR05、BOTTOM (当需要的布线层数多，对成本要求苛刻时可以采用此方案。
该方案中S03是最优布线层)
TOP、S02、GND03、PWR04、S05、BOTTOM(第3、4层之间芯板的厚度尽量小使电源阻抗较低，第1、2层要交叉走线，第5、6层要交叉走线靠近地平面的S02是最优布线层)
3、八层板的叠层结构
TOP、GND02、S03、GND04、PWR05、S06、GND07、BOTTOM(业界主推的叠层方案，S03是最优布线层)
TOP、GND02、S03、PWR1_04、GND05、S06、PWR2_07、BOTTOM(此方案试用于电源种类多，采用一个电源平面无法满足PCB供电需求的情况、PCB电源有交叉的情况；第3层和第6层是最佳布线层) TOP、GND1_02、S03、S04、PWR05、GND2_07、BOTTOM(此叠层结构电源平面和地平面的去耦效果很差，一般应用在布线层数要求较多且成本控制严格的设计中，如消费类平板；第2层和第6层是较好布线层，一般在平板类设计时，DDR及其他高速类的信号根据信号性质分类后布置在TOP层、第3层、第6层、第8层；叠层设计时应加大第3、4层的距离并交叉走线)
4、十层板的叠层结构
TOP、GND1_02、S03、S04、GND2_05、PWR06、S07、S08、GND3_09、BOTTOM(单一电源平面的方案优先采用此叠层方案)
TOP、GND1_02、S03、S04、PWR1_05、GND2_06、S07、S08、PWR2_09、BOTTOM(3、7层是最佳布线层) TOP、GND1_02、S03、GND2_04、PWR1_05、PWR2_06、GND3_07、S08、GND4_09、BOTTOM(在成本要求不高，EMC要求指标高且必须双电源平面供电要求情况下建议采用此方案；3、8层是最优布线层，可以适当加大5、6层两个电源平面的距离)。