在設計PCB（印製電路板）時
，需要考慮的一個最基本的問題就是實現電路要求的功能需要多少個布線層、接地平麵和電源平麵，而印製電路板的布線層
、接地平麵和電源平麵的層數的確定與電路功能、信號完整性、EMI
、EMC
、製造成本等要求有關。

 

下麵列出了層疊設計要注意的8個原則：

 

1.分層

 

在多層PCB中，通常包含有信號層（S）、電源（P）平麵和接地（GND）平ping麵mian。電dian源yuan平ping麵mian和he接jie地di平ping麵mian通tong常chang是shi沒mei有you分fen割ge的de實shi體ti平ping麵mian，它ta們men將jiang為wei相xiang鄰lin信xin號hao走zou線xian的de電dian流liu提ti供gong一yi個ge好hao的de低di阻zu抗kang的de電dian流liu返fan回hui路lu徑jing。信xin號hao層ceng大da部bu分fen位wei於yu這zhe些xie電dian源yuan或huo地di參can考kao平ping麵mian層ceng之zhi間jian
，構gou成cheng對dui稱cheng帶dai狀zhuang線xian或huo非fei對dui稱cheng帶dai狀zhuang線xian。多duo層cengPCB的頂層和底層通常用於放置元器件和少量走線，這些信號走線要求不能太長，以減少走線產生的直接輻射。

 

2.確定單電源參考平麵（電源平麵）

 

使用去耦電容是解決電源完整性的一個重要措施。去耦電容隻能放置在PCB的頂層和底層。去耦電容的走線、焊盤，以(yi)及(ji)過(guo)孔(kong)將(jiang)嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)的(de)效(xiao)果(guo)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)設(she)計(ji)時(shi)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)連(lian)接(jie)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)的(de)走(zou)線(xian)應(ying)盡(jin)量(liang)短(duan)而(er)寬(kuan)
，連(lian)接(jie)到(dao)過(guo)孔(kong)的(de)導(dao)線(xian)也(ye)應(ying)盡(jin)量(liang)短(duan)。例(li)如(ru)
，在(zai)一(yi)個(ge)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)中(zhong)，可(ke)以(yi)將(jiang)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)放(fang)置(zhi)在(zai)PCB的頂層
，將第2層分配給高速數字電路（如處理器）作為電源層，將第3層作為信號層，將第4層設置成高速數字電路地。

 

此(ci)外(wai)，要(yao)盡(jin)量(liang)保(bao)證(zheng)由(you)同(tong)一(yi)個(ge)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)器(qi)件(jian)所(suo)驅(qu)動(dong)的(de)信(xin)號(hao)走(zou)線(xian)以(yi)同(tong)樣(yang)的(de)電(dian)源(yuan)層(ceng)作(zuo)為(wei)參(can)考(kao)平(ping)麵(mian)
，而(er)且(qie)此(ci)電(dian)源(yuan)層(ceng)為(wei)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)器(qi)件(jian)的(de)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)層(ceng)。

 

3.確定多電源參考平麵

 

多(duo)電(dian)源(yuan)參(can)考(kao)平(ping)麵(mian)將(jiang)被(bei)分(fen)割(ge)成(cheng)幾(ji)個(ge)電(dian)壓(ya)不(bu)同(tong)的(de)實(shi)體(ti)區(qu)域(yu)。如(ru)果(guo)緊(jin)靠(kao)多(duo)電(dian)源(yuan)層(ceng)的(de)是(shi)信(xin)號(hao)層(ceng)
，那(na)麼(me)其(qi)附(fu)近(jin)的(de)信(xin)號(hao)層(ceng)上(shang)的(de)信(xin)號(hao)電(dian)流(liu)將(jiang)會(hui)遭(zao)遇(yu)不(bu)理(li)想(xiang)的(de)返(fan)回(hui)路(lu)徑(jing)
，使(shi)返(fan)回(hui)路(lu)徑(jing)上(shang)出(chu)現(xian)縫(feng)隙(xi)。對(dui)於(yu)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)
，這(zhe)種(zhong)不(bu)合(he)理(li)的(de)返(fan)回(hui)路(lu)徑(jing)設(she)計(ji)可(ke)能(neng)會(hui)帶(dai)來(lai)嚴(yan)重(zhong)的(de)問(wen)題(ti)，所(suo)以(yi)要(yao)求(qiu)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)布(bu)線(xian)應(ying)該(gai)遠(yuan)離(li)多(duo)電(dian)源(yuan)參(can)考(kao)平(ping)麵(mian)。

 

4.確定多個接地參考平麵（接地平麵）

 

多個接地參考平麵（接地層）可以提供一個好的低阻抗的電流返回路徑，可以減小共模EMl。接地平麵和電源平麵應該緊密耦合
，信號層也應該和鄰近的參考平麵緊密耦合。減少層與層之間的介質厚度可以達到這個目的。

 

5.合理設計布線組合

 

一個信號路徑所跨越的兩個層稱為一個“布線組合”。最好的布線組合設計是避免返回電流從一個參考平麵流到另一個參考平麵
，而是從一個參考平麵的一個點（麵）流到另一個點（麵）。erweilewanchengfuzadebuxian，zouxiandecengjianzhuanhuanshibukebimiande。zaixinhaocengjianzhuanhuanshi，yaobaozhengfanhuidianliukeyishunlidicongyigecankaopingmianliudaolingyigecankaopingmian。zaiyigeshejizhong，balinjincengzuoweiyigebuxianzuheshihelide。ruguoyigexinhaolujingxuyaokuayueduogeceng，jiangqizuoweiyigebuxianzuhetongchangbushihelidesheji
，yinweiyigejingguoduocengdelujingduiyufanhuidianliueryanshibutongchangde。suirankeyitongguozaiguokongfujinfangzhiquoudianronghuozhejianxiaocankaopingmianjiandejiezhihoududenglaijianxiaodidan，danyefeiyigehaodesheji。

 

6.設定布線方向

 

在同一信號層上
，應保證大多數布線的方向是一致的，同時應與相鄰信號層的布線方向正交。例如，可以將一個信號層的布線方向設為"Y軸”走向，而將另一個相鄰的信號層布線方向設為“X軸”走向。

 

7.采用偶數層結構

 

從所設計的PCB疊層可以發現
，經典的疊層設計幾乎全部是偶數層的，而不是奇數層的，這種現急是由多種因素造成的，如下所示。

 

congyinzhidianlubandezhizaogongyikeyilejiedao，dianlubanzhongdesuoyoudaodiancengjiuzaixincengshang，xincengdecailiaoyibanshishuangmianfuban，dangquanmianliyongxincengshi

，yinzhidianlubandedaodiancengshujiuweioushu。

 

偶ou數shu層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban具ju有you成cheng本ben優you勢shi。由you於yu少shao一yi層ceng介jie質zhi和he覆fu銅tong
，故gu奇qi數shu層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban原yuan材cai料liao的de成cheng本ben略lve低di於yu偶ou數shu層ceng的de印yin製zhi電dian路lu板ban的de成cheng本ben。但dan因yin為wei奇qi數shu層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban需xu要yao在zai芯xin層ceng結jie構gou工gong藝yi的de基ji礎chu上shang增zeng加jia非fei標biao準zhun的de層ceng疊die芯xin層ceng黏nian合he工gong藝yi，故gu造zao成cheng奇qi數shu層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban的de加jia工gong成cheng本ben明ming顯xian高gao於yu偶ou數shu層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban。與yu普pu通tong芯xin層ceng結jie構gou相xiang比bi，在zai芯xin層ceng結jie構gou外wai添tian加jia覆fu銅tong將jiang會hui導dao致zhi生sheng產chan效xiao率lv下xia降jiang，生sheng產chan周zhou期qi延yan長chang。在zai層ceng壓ya黏nian合he以yi前qian，外wai麵mian的de芯xin層ceng還hai需xu要yao附fu加jia的de工gong藝yi處chu理li，這zhe增zeng加jia了le外wai層ceng被bei劃hua傷shang和he錯cuo誤wu蝕shi刻ke的de風feng險xian。增zeng加jia的de外wai層ceng處chu理li將jiang會hui大da幅fu度du提ti高gao製zhi造zao成cheng本ben。

 

當dang印yin製zhi電dian路lu板ban在zai多duo層ceng電dian路lu黏nian合he工gong藝yi後hou，其qi內nei層ceng和he外wai層ceng在zai冷leng卻que時shi，不bu同tong的de層ceng壓ya張zhang力li會hui使shi印yin製zhi電dian路lu板ban上shang產chan生sheng不bu同tong程cheng度du上shang的de彎wan曲qu。而er且qie隨sui著zhe電dian路lu板ban厚hou度du的de增zeng加jia，具ju有you兩liang個ge不bu同tong結jie構gou的de複fu合he印yin製zhi電dian路lu板ban彎wan曲qu的de風feng險xian就jiu越yue大da。奇qi數shu層ceng電dian路lu板ban容rong易yi彎wan曲qu
，偶ou數shu層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban可ke以yi避bi免mian電dian路lu板ban彎wan曲qu。

 

在設計時，如果出現了奇數層的疊層，可以采用下麵的方法來增加層數。

 

如(ru)果(guo)設(she)計(ji)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)電(dian)源(yuan)層(ceng)為(wei)偶(ou)數(shu)而(er)信(xin)號(hao)層(ceng)為(wei)奇(qi)數(shu)
，則(ze)可(ke)采(cai)用(yong)增(zeng)加(jia)信(xin)號(hao)層(ceng)的(de)方(fang)法(fa)。增(zeng)加(jia)的(de)信(xin)號(hao)層(ceng)不(bu)會(hui)導(dao)致(zhi)成(cheng)本(ben)的(de)增(zeng)加(jia)，反(fan)而(er)可(ke)以(yi)縮(suo)短(duan)加(jia)工(gong)時(shi)間(jian)、改善印製電路板質量。

 

ruguoshejiyinzhidianlubandedianyuancengweiqishuerxinhaocengweioushu，zekecaiyongzengjiadianyuancengzhezhongfangfa。erlingyigejiandandefangfashizaibugaibianqitashezhideqingkuangxiazaicengdiezhongjianjiayigejiediceng，jixiananqishucengyinzhidianlubanbuxian，zaizaizhongjianfuzhiyigejiediceng。

 

在微波電路和混合介質（介質有不同介電常數）電路中，可以在接近印製電路板層疊中央增加一個空白信號層，這樣可以最小化層疊不平衡性。

 

8.成本考慮

 

在製造成本上，在具有相同的PCB麵mian積ji的de情qing況kuang下xia，多duo層ceng電dian路lu板ban的de成cheng本ben肯ken定ding比bi單dan層ceng和he雙shuang層ceng電dian路lu板ban高gao，而er且qie層ceng數shu越yue多duo，成cheng本ben越yue高gao。但dan在zai考kao慮lv實shi現xian電dian路lu功gong能neng和he電dian路lu板ban小xiao型xing化hua
，保bao證zheng信xin號hao完wan整zheng性xing
、EMl、EMC 等性能指標等因素時，應盡量使用多層電路板。綜合評價，多層電路板與單雙層電路板兩者的成本差異並不會比預期的高很多。

 

來源：誌博PCB