PCB 六層板設(shè)計核心：疊層結(jié)構(gòu)與布線規(guī)則
來源：捷配
時間: 2025/10/20 10:13:13
閱讀: 264
PCB 六層板的設(shè)計成敗取決于 “疊層結(jié)構(gòu)” 與 “布線規(guī)則”—— 不合理的疊層會導(dǎo)致信號串?dāng)_超標(biāo)、電源紋波過大，錯誤的布線會增加信號損耗、引發(fā) EMI 問題。設(shè)計需圍繞 “信號隔離、阻抗匹配、電源穩(wěn)定” 三大目標(biāo)，結(jié)合電路類型（如高頻、功率、混合信號）制定針對性方案。?
一、疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計：按需選擇 “信號 - 電源 - 地” 排布?
六層板的疊層結(jié)構(gòu)需根據(jù)信號類型調(diào)整，常見方案有兩種：?
- 信號密集型方案（適用于通信、ADAS 設(shè)備）：?
層 1（Top）：主信號層（高頻信號、差分對，如 LVDS、射頻）；?
層 2：接地層（與層 1 緊密耦合，層間距 0.1-0.2mm，減少信號回流路徑）；?
層 3：電源層（為高頻芯片供電，如 DSP、射頻芯片）；?
層 4：接地層（隔離層 3 電源與層 5 信號，層間距 0.15-0.25mm）；?
層 5：次信號層（低速控制信號，如 SPI、I2C）；?
層 6（Bottom）：輔助信號層（接口信號，如 USB、以太網(wǎng)）。?
該方案通過 “信號層 - 接地層” 交替排布，將串?dāng)_控制在 - 65dB 以下。某 5G 小基站 PCB 采用此結(jié)構(gòu)，射頻信號（2.6GHz）與控制信號的串?dāng)_僅 - 70dB，滿足通信標(biāo)準(zhǔn)。?
- 強功率型方案（適用于工業(yè)變頻器、電源模塊）：?
層 1：功率信號層（IGBT 驅(qū)動、電機控制信號）；?
層 2：電源層（高壓功率電源，如 24V/10A）；?
層 3：接地層（功率地，與層 2 間距 0.2-0.3mm，降低電源阻抗）；?
層 4：接地層（信號地，與層 3 間距 0.1mm，實現(xiàn)功率地與信號地隔離）；?
層 5：電源層（低壓控制電源，如 5V/3A）；?
層 6：信號層（采樣信號、通信信號）。?
此方案通過獨立功率地與信號地，避免功率回路噪聲串入信號回路。某變頻器 PCB 采用該結(jié)構(gòu)后，電流采樣精度從 1% 提升至 0.2%。?
疊層設(shè)計需注意兩點：一是 “層間距控制”，信號層與接地層間距越?。?.1-0.2mm），寄生電容越大、阻抗越穩(wěn)定；電源層與接地層間距可稍大（0.2-0.3mm），兼顧阻抗與散熱；二是 “銅箔覆蓋率”，電源層與接地層銅箔覆蓋率需≥70%，避免因銅箔不均導(dǎo)致介電常數(shù)波動（波動＞5% 會影響阻抗）。?
二、布線核心規(guī)則：規(guī)避信號損耗與干擾?
- 高頻信號布線：?
- 差分對（如 LVDS、以太網(wǎng)）需 “平行等距”，間距為線寬的 2-3 倍（如線寬 0.2mm，間距 0.4-0.6mm），長度差≤5mil（0.127mm），避免相位偏移；?
- 射頻信號（＞1GHz）需走表層微帶線，線寬根據(jù)阻抗計算（如 50Ω 阻抗，F(xiàn)R-4 基材下 0.3mm 線寬），且遠離電源層邊緣（≥1mm），減少輻射。?
- 功率信號布線：?
- 大電流線路（＞5A）銅箔厚度≥2oz（70μm），線寬按 “1A 對應(yīng) 1mm” 設(shè)計（如 10A 需 10mm 寬），避免銅損過大（2oz 銅箔 10mm 寬電阻≈0.0008Ω/m，10A 電流銅損僅 0.08W/m）；?
- 功率回路需 “短而直”，長度＜20mm，減少寄生電感（電感＜10nH，避免開關(guān)時產(chǎn)生尖峰電壓）。?
- 過孔管理：?
- 信號過孔優(yōu)先用盲孔 / 埋孔（如層 1-2 盲孔、層 3-4 埋孔），避免穿透整個 PCB（減少寄生電容，從 0.5pF 降至 0.2pF）；?
- 高頻信號過孔周圍需打 “接地過孔”，間距≤0.5mm，形成屏蔽環(huán)，抑制輻射。?
某工業(yè)控制 PCB 設(shè)計時，因高頻差分對長度差達 10mil，導(dǎo)致信號誤碼率從 10??升至 10??；調(diào)整長度差至 3mil 后，誤碼率恢復(fù)正常?？梢?，布線規(guī)則的嚴(yán)格執(zhí)行是六層板設(shè)計的關(guān)鍵。
微信公眾號
微信小程序
抖音視頻號
浙公網(wǎng)安備 33010502006866號