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帶你了解6層PCB疊層設(shè)計(jì)

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人氣：1362發(fā)布日期：2023-10-26 10:56【大中小】

4層PCB上的空間用完后，就該升級到6層電路板了。額外的層可以為更多的信號、額外的平面對或?qū)w的混合提供空間。如何使用這些額外的層并不重要，重要的是如何在PCB疊層中排列它們，以及如何在6層PCB上布線。如果您以前從未使用過6層電路板，或者遇到過難以解決的此類疊層EMI問題，請繼續(xù)閱讀以了解一些6層PCB設(shè)計(jì)指南和最佳實(shí)踐。

為什么使用6層？

在開始制作電路板之前，我認(rèn)為有必要考慮人們可能想要使用6層PCB的原因。除了簡單地為信號添加更多路徑之外，還有幾個原因。6層疊層的最基本版本將采用與4層電路板中的SIG/PWR/GND/SIG疊層相同的方法，只是將信號放在疊層中心的另外兩個上。實(shí)際上，從EMC的角度來看，SIG/PWR/SIG/SIG/GND/SIG是最差的6層PCB疊層，它可能只適用于在DC運(yùn)行的電路板。

我選擇6層電路板而不是4層電路板的一些原因包括：

您使用的是4層SIG+PWR/GND/GND/SIG+PWR疊層，您需要在表層為元件留出更多空間。將PWR和SIG置于內(nèi)部層可通過PWR/GND平面對實(shí)現(xiàn)更多去耦。

對于混合信號電路板，您可以將整個表面層專用于模擬接口，并且會有一個額外的內(nèi)部層用于較慢的數(shù)字布線。

您正在使用具有高I/O數(shù)量的高速電路板，并且您想要一種將信號分離到電路板不同層的好方法。您可以在#1中實(shí)施相同的策略。

所有這些配置中都只添加一個額外的信號層。另一層專用于GND平面、電源軌或全電源平面。您的疊層將是電路板中EMC和信號完整性以及布局和布線策略的主要決定因素。

如何布線信號

在開始布線之前，讓我們看一下您將在6層PCB中使用的典型PCB疊層：

在此疊層中，頂層和底層位于薄電介質(zhì)上，因此這些層應(yīng)用于阻抗控制信號。10密耳可能是您應(yīng)該使用的最厚的電介質(zhì)，因?yàn)檫@將需要使用15-20密耳寬度的微帶布線，具體取決于介電常數(shù)。如果您正在布線附帶差分對的數(shù)字接口，間距也將允許減少走線寬度，這將允許您布線到更細(xì)間距的元件中。舉個示例，我們?yōu)樵S多支持多個多千兆位以太網(wǎng)通道的小型網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品使用了上述疊層的一個版本。

電路板廠講如果您需要在外層使用更小的走線寬度，只需減小外部電介質(zhì)厚度（可能低至4-5密耳），然后在L3-L4電介質(zhì)上增加一些厚度，以便達(dá)到您的電路板厚度目標(biāo)。接下來要考慮的一點(diǎn)是如何布線電源。

如何布線電源

在上述6層PCB疊層的示例中，有一整層專門用于PWR。在6層PCB中，這通常是一個很好的做法，因?yàn)樗梢詾樵尫疟砻鎱^(qū)域，并且更容易通過過孔為這些元件供電。

只是作為一個示例，看看下面所示的BGA。這種特殊的BGA是典型的高速接口控制器，需要在多電壓下提供大量電流，因此許多球?qū)⑦B接到電源和接地。諸如FPGA，您可能會在其整個封裝中發(fā)現(xiàn)多個用于電源和接地的引腳。將單層專用于電源，便可將平面分解成軌道，以便在必要時(shí)在高電流下使用多電壓。這樣就無需在不同的電壓下重疊這些電源軌，從而防止出現(xiàn)額外的EMI問題。

請注意，僅僅因?yàn)槟鷮㈦娫捶旁趦?nèi)部層上，并不意味著您無法將電源放在其他位置。您仍然可以在其他信號層上把電源布線為使用敷銅的電源軌或粗的走線。

軟硬結(jié)合板廠講如果您需要在6層電路板中進(jìn)行高電流操作，可能在多個電壓下，我建議使用額外的電源層而不是額外的信號層。換句話說，您將在疊層內(nèi)的內(nèi)部層上有兩個與接地交錯的電源層。您甚至可以更進(jìn)一步，在背面層放置一個電源平面，以獲得更多的電流處理能力。這將為您提供足夠的空間以大面積布線電源，可能使用較重的銅，從而確保低直流電阻和低功率損耗。

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