PCB層疊設計入門(mén)基本原則

PCB設計工程師在完成預布局后，重點(diǎn)需要對板子布線(xiàn)瓶頸處進(jìn)行分析，再結合PCB設計軟件關(guān)于布線(xiàn)要求來(lái)確定布線(xiàn)層數，綜合單板的性能指標要求與成本承受能力，確定單板的電源、地的層數以及它們與信號層的相對排布位置。

本節主要介紹PCB層疊設計方法：PCB設計軟件CrossSection界面、PCB層疊設計的基本原則。

一、CrossSection 界面介紹

Allegro提供了一個(gè)集成、方便、強大的層疊設計與阻抗計算控制的工具，叫做Cross Section。如下圖所示，可以非常直觀(guān)地進(jìn)行材料選擇，參數確定，然后得到最終阻抗結果。

其中各選項的含義：

1.Type：選擇各層的類(lèi)型：電導、介質(zhì)、平面

2. Material：材料，常用為 FR-4

3.Thickness：每一層的厚度

4.Conductivity：電導率

5.Dielectric Constant：介電常數

6. LossTangent：損耗角

7. NegativeArtwork

8. Shield：參考平面

二、層疊設計的基本原則

考慮到信號質(zhì)量控制因素，PCB層疊設置的一般原則如下：

1、元件面相鄰的第二層為地平面，提供器件屏蔽層以及頂層布線(xiàn)提供參考平面。

2、所有信號層盡可能與地平面相鄰，以保證完整的回流通道。

3、盡量避免兩層信號層直接相鄰，以減少串擾。

4、主電源盡可能與其對應地相鄰，構成平面電容，降低電源平面阻抗。

5、兼顧層壓結構對稱(chēng)，利于制版生產(chǎn)時(shí)的翹曲控制。

以上為層疊設計的常規原則，在實(shí)際開(kāi)展層疊設計時(shí)，電路板設計師可以通過(guò)增加相鄰布線(xiàn)層的間距，縮小對應布線(xiàn)層到參考平面的間距，進(jìn)而控制層間布線(xiàn)串擾率的前提下，可以使用兩信號層直接相鄰。對于比較注重成本的消費類(lèi)產(chǎn)品，可以弱化電源與地平面相鄰降低平面阻抗的方式，從而盡可能減少布線(xiàn)層，降低PCB成本。當然，這樣做的代價(jià)是存在信號質(zhì)量設計風(fēng)險的。

對于背板(Backplane或midplane)的層疊設計，鑒于常見(jiàn)背板很難做到相鄰走線(xiàn)互相垂直不可避免地出現平行長(cháng)距離布線(xiàn)。對于高速背板，一般層疊原則如下：

1、Top面、Bottom面為完整的地平面，構成屏蔽腔體。

2、無(wú)相鄰層平行布線(xiàn)，以減少串擾，或者相鄰布線(xiàn)層間距遠遠大于參考平面間距。

3、所有信號層盡可能與地平面相鄰，以保證完整的回流通道。

需要說(shuō)明的是，在具體的PCB層疊設置時(shí)，要對以上原則靈活進(jìn)行PCB設計運用，根據實(shí)際單板的需求進(jìn)行合理的分析。