PCB叠层：复杂的电子器件多层电路板设计

发布日期：2022-02-15 14:14:05 浏览次数：1091

由于电子设备日益复杂，在紧凑的空间内组装更复杂的电路更加经济。最好的解决方案是替代构建多个面板，这些面板堆叠在多个层中。因此，多层电路板堆叠设计是电路板设计过程中的关键步骤之一，下面我们将详细研究看一看。

什么是 PCB 叠层？

叠层是一堆对象，因此PCB叠层具有电路层的堆积。从技术上讲，是指构成电路板的绝缘层和铜层排列。

多层PCB

资料来源：Wikimedia Commons 更具体地说，它指的是层数、层之间的空间以及制造过程中使用的材料。您需要在完成电路板布局设计之前完成 PCB 层堆叠，这涉及安排层、预浸料、叠片、核心、通孔等。正确的堆叠可以呈现无噪声信号、电路完整性、如果操作正确，则可以获得高质量的 PCB,PCB层。

为什么需要叠层？

无论是使用 4 层、6 层、8 层还是更多，层堆叠都能有效减少串扰和电磁辐射，同时增强信号完整性。因此，它创建了一个低电感电源网络，同时还提高了产品的可制造性。但是，只有根据 EMC 要求、电路尺寸和 PCB 尺寸正确设计多层板，才能获得这些好处。此外，您应该确定内层的数量和位置以及如何在这些层中分配信号。否则，您最终会得到设计不佳的 PCB，这会降低信号传输的电气性能。因此，您将获得一个具有更多噪声、发射和串扰的电路。

PCB叠层结构

通常，电路板叠层由交替的铜箔层、芯层和预浸材料层组成，它们全部粘合并热压在一起。通常，芯材是用环氧树脂固化的编织玻璃纤维材料。它形成了一个薄的电介质，使相邻的薄铜层绝缘。此外，预浸料粘合所有内层。在决定层数时，请考虑以下因素：
元件密度和封装类型电路板复杂性接地/电源/信号层要求此外，通过盲孔调整通道布线，以获得高通道密度设备的最佳信号完整性。 8 层 pcb 堆叠的示例

PCB叠层的好处

最大化电路板的功能提高耐用性有效减少高速、高频电路板上的辐射、信号串扰和阻抗。降低制造成本连接多个电路提高PCB的效率为所有电子元件提供独特的连接点紧凑轻巧的设计增强电磁兼容性

标准 4 层 PCB 叠层

标准的 4 层堆叠具有四个均匀间隔的薄膜，中间有平面。即使这样的板是完全对称的，这也无助于电磁兼容性（EMC）。类似地，将中间层与平面和信号层之间的大介电层紧密耦合也无助于串扰、EMC 或信号完整性。也就是说，它产生了有利的层间电容，但利大于弊，这就是为什么 4 层 PCB 优于双层类型的原因。

4 层 PCB 堆叠示例

在 4 层板中，我们通过将信号层放置在平面附近来提高 EMC 性能，通常小于 10mil。此外，我们在接地层和电源层之间使用了一个大芯（约 40mil），以将基板的标准厚度保持在约 2mil。

标准 6 层 PCB 叠层

如果将两个信号层添加到 4 层板上，则得到 6 层 PCB。额外的层显着增强了电磁干扰，因为该板具有两个内部高速信号平面和两个外部低速信号平面。

6 层 PCB 堆叠示例

信号平面应靠近相邻平面，以保持板厚在 62mil 以内。在构建此叠层时，您必须平衡核心厚度、走线宽度和阻抗。

标准 8 层 PCB 叠层

8 层堆叠通过在 6 层 PCB 堆叠中添加两个信号平面来提高 EMC 性能。将这些添加到基板中心允许中间平面之间的紧密耦合。此外，它分离每个信号层以减少耦合，从而显着减少串扰。 DDR2 和 DDR3 内存通常使用这种配置，因为紧密布线不会导致串扰问题。