PCBStack设计原理概述VIP专享VIP免费

PCB Stack 设计作者:luqiliang 日期:2010-3-2 3:13:0字体大小: 小 中 大在高速数字电路设计流程中，第一步需要做的就是根据系统的复杂程度，成本因素等相关方面决定印制电路板(PCB)的叠层结构(Stack)，而在 PCB stack 设计的过程中，特征阻抗也是一个重点关注的问题。1 叠层结构的选择电路板的叠层结构分为 2 层，4 层，6 层，8 层，10 层等等。目前常用的用于主板设计的主要有 4 层与 6 层，至于 8 层。而对于更为复杂的系统，像小面积的Add-in Card，大型通信设备中的某一模块，像 SDH，Multi-serve Router，这些设备常用 12 层甚至是更多层。本文主要的出发点就是以较为简单的例子，介绍 PCB 叠层设计中的参数问题。1.1 4 层电路板对于 4 层电路板，这是市场上最常用的一种叠层结构，它的结构无外乎下面几种方案，如图 1，具体取决于哪种方案最好，主要是看布线层面的选择，参考平面的选择以及 EMC/EMI 的考虑。这里把 signal 层放在内层有利于屏蔽辐射，便于 EMC 的设计，但不利于系统的 Debug。常用的方案是 04A。图 11.2 6 层电路板对于 6 层版，叠层结构的选择性较多，如图 2。图 2最常用的叠层结构主要是 06A，06G，06K。06A 有四层布线层，便于布线。06G有两个 GND，这样的话 Top 与 Bottom 层参考平面都是 GND，是一种很好的选择。对于 06K，这样做，主要是 3 个信号层布线有点紧张，让第四层作为备用的信号层，最后不用的地方都铺上铜箔，即确切的说，该种叠层结构的 layer4 是signal/GND。对于其他的叠层结构，像 10 层，18 层，这里不多介绍，下图以便参考。2 特征阻抗的计算设计完叠层结构，具体的就要设计各个叠层的厚度了，这里主要的切入点就是特征阻抗，电源平面和地平面的目标阻抗了。对特征阻抗的理解可以类似于软水管，特征阻抗类似软水管对水流的阻力，电流类似于水流，走线与参考平面的距离类似于软水管与地平面的距离——可想象为体现在压强方面。2.1 影响特征阻抗因素影响特征阻抗的因素很多，主要体现在下面几个方面：<1> 介电质常数,与阻抗值成反比 [Er 值愈高 , Z0 值愈低]<2> 线路层与接地层间介电层厚度,与阻抗值成正比,参考基板及 PP 之压合厚度，[介层愈厚 , Z0 值愈高]，介电层厚度类比于软水管离地平面的高度，介电层厚度越大，表示离地平面越高，从而导致水流变缓，好比软水管对水的阻力变大，从而特征阻抗变大。<3> 线宽,...