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pcb叠层结构知识(汇总) 2011-11-16 13:58:14标签：休闲 多层板 职场 随着高速电路的不断涌现，PCB板的复杂度也越来越高，为了避免电气因素的干扰，信号层和电源层必须分离，所以就牵涉到多层PCB的设计。在多层板的设计中，对于叠层的安排显得尤为重要。一个好的叠层设计方案将会大大减小EMI及串扰的影响，在下面的讨论中，我们将具体分析叠层设计如何影响高速电路的电气性能。一多层板和铺铜层(Plane) 多层板在设计中和普通的PCB板相比，除了添加了必要的信号走线层之外，最重要的是安排了独立的电源和地层(铺铜层)。在高速数字电路系统中，使用电源和地层来代替以前的电源和地总线的优点主要在于： 1. 为数字信号的变换提供一个稳定的参考电压。 2. 均匀地将电源同时加在每个逻辑器件上 3. 有效地抑制信号之间的串扰 原因在于，使用大面积铺铜作为电源和地层大大减小了电源和地的电阻，使得电源层上的电压很均匀平稳，而且可以保证每根信号线都有很近的地平面相对应，这同时减小了信号线的特征阻抗，对有效地较少串扰也非常有利。所以，对于某些高端的高速电路设计，已经明确规定一定要使用6层(或以上的)的叠层方案，如Intel对PC133内存模块PCB板的要求。这主要就是考虑到多层板在电气特性，以及对电磁辐射的抑制，甚至在抵抗物理机械损伤的能力上都明显优于低层数的PCB板。 如果从成本的因素考虑，也并不是层数越多价格越贵，因为PCB板的成本除了和层数有关外，还和单位面积走线的密度有关，在降低了层数后，走线的空间必然减小，从而增大了走线的密度，甚至不得不通过减小线宽，缩短间距来达到设计要求，往往这些造成的成本增加反而有可能会超过减少叠层而降低的成本，再加上电气性能的变差，这种做法经常会适得其反。所以对于设计者来说，一定要做到全方面的考虑。二高频下地平面层对信号的影响 如果我们将PCB的微带布线作为一个传输线模型来看，那么地平面层也可以看成是传输线的一部分，这里可以用“回路”的概念来代替“地”的概念，地铺铜层其实是信号线的回流通路。电源层和地层通过大量的去耦电容相连，在交流情况下，电源层和地层可以看成是等价的。在低频和高频下电流回路有什么不同呢?从下图中我们可以看出来，在低频下，电流是沿电阻最小的路径流回，而在高频情况下，电流是沿着电感最小的回路流回，也是阻抗最小的路径，表现为回路电流集中分布在信号走线的正下方。 高频下，当一条导线直接在接地层上布置时，即使存在更短的回路，回路电流也要直接从始发信号路径下的布线层流回信号源，这条路径具有最小阻抗，即电感最小和电容最大。这种靠大电容耦合抑制电场，靠小电感耦合抑制磁场来维持低电抗的方法称为自屏蔽。 下面这个公式反映了信号线下方回流路径上的电流密度随各种条件而变化的规律： 从公式中可以得出结论：在电流回路上，离信号线越近的位置，电流的密度越大，这种情况下整个回路的面积最小，因而电感也最小。同时可以想象，信号线和回路如果离的很近，两者电流大小近似相等，方向相反，在外部空间产生的磁场可以相互抵消，因此对外界的EMI也很小。所以，在叠层设置时最好保证每个信号走线层都有很近的地平面层相对应。 现在考虑地平面上的串扰问题，在高频数字电路中，造成串扰的主要原因是电感耦合的结果。从上面回路电流密度分布的公式看出，当几个信号线离的比较近的时候，相互的回路电流会产生交叠，这时候两者之间的磁场必然相互干扰，从而产生串扰噪声。串扰电压的大小和信号线之间的距离D，地平面的高度H以及系数K有关，见下图： 式中K与信号的上升时间以及相互干扰的信号线的长度有关。对于叠层设置来说，无疑拉近信号层和地层的距离将会有效的减少地平面的串扰。 在实际PCB布线时经常会遇到这样一个问题，就是在对电源和地层进行铺铜时，如果不注意，可能会在铺铜区里出现一个隔离的槽，这一情况往往是由于过孔过密，或者过孔的隔离区设计不合理造成的(如图)。后果是减慢了上升时间，增加了回路面积，从而导致电感的增大，容易产生不必要的串扰和EMI，我们要避免发生这种现象。因为回路电流绕道而增大的电感大致可以表示为：L=5Dln(D/W)D代表信号线到断槽最近端的垂直距离，W是指走线的线宽。三几种典型的叠层方案及分析 了解了上述基本知识，我们可以得出相应的叠层设计方案。总体来说，尽量遵循以下几方面的规则：1. 铺铜层最好要成对设置，比如六层板的2，5或者3，4层要一起铺铜，这是考虑到工艺上平衡结构的要求，因为不平衡的铺铜层可能会导致PCB板的翘曲变形。 2. 信号层和铺铜层要间隔放置，最好每个信号层都能和至少和一个铺铜层紧邻。 3. 缩短电源和地层的距离，有利于电源的稳定和减少EMI。 4. 在很高速的情况下，可以加入多余的地层来隔离信号层，但建议不要多加电源层来隔离，这样可能造成不必要的噪声干扰。 但实际情况是，上述谈到的各种因素不可能同时满足，这时我们就要考虑一种相对来说比较合理的解决办法。下面就分析几种典型的叠层设计方案： 首先分析四层板的叠层设计。一般来说，对于较复杂的高速电路，最好不采用4层板，因为它存在若干不稳定因素，无论从物理上还是电气特性上。如果一定要进行四层板设计，则可以考虑设置为：电源-信号-信号-地，还有一种更好的方案是：外面两层均走地层，内部两层走电源和信号线，这种方案是四层板设计的最佳叠层方案，对EMI有极好的抑制作用，同时对降低信号线阻抗也非常有利，但这样布线空间较小，对于布线密度较大的板子显得比较困难。 下面重点讨论一下六层板的叠层设计，现在很多电路板都采用6层板技术，比如内存模块PCB板的设计，大部份都采用6层板(高容量的内存模块可能采用10层板)。最常规的6层板叠层是这样安排的：信号-地-信号-信号-电源-信号，从阻抗控制的观点来讲，这样安排是合理的，但由于电源离地平面较远，对较小共模EMI的辐射效果不是很好。如果改将铺铜区放在3和4层，则又会造成较差的信号阻抗控制及较强的差模EMI等不良问题。还有一种添加地平面层的方案，布局为：信号-地-信号-电源-地-信号，这样无论从阻抗控制还是从降低EMI的角度来说，都能实现高速信号完整性设计所需要的环境。但不足之处是层的堆叠不平衡，第三层是信号走线层，但对应的第四层却是大面积铺铜的电源层，这在PCB工艺制造上可能会遇到一点问题，在设计的时候可以将第三层所有空白区域铺铜来达到近似平衡结构的效果。 更复杂的电路实现需要使用十层板的技术，十层的PCB板绝缘介质层很薄，信号层可以离地平面很近，这样就非常好的控制了层间的阻抗变化，一般只要不出现严重的叠层设计错误，设计者都能较容易地完成高质量的高速电路板设计。如果走线非常复杂，需要更多的走线层，我们可以将叠层设置为：信号-信号-地-信号-信号-信号-信号-电源-信号-信号，当然这种情况不是我们最理想的，我们要求信号走线能在少量的层布完，而是用多余的地层来隔离其它信号层，所以更通常的叠层方案是：信号-地-信号-信号-电源-地-信号-信号-地-信号，可以看到，这里使用了三层地平面层，而只用了一层电源(我们只考虑单电源的情况)。这是因为，虽然电源层在阻抗控制上的效果和地平面层一样，但电源层上的电压受干扰较大，存在较多的高阶谐波，对外界的EMI也强，所以和信号走线层一样，是最好被地平面屏蔽起来的。同时，如果使用多余的电源层来隔离，回路电流将不得不通过去耦电容来实现从地平面到电源平面的转换，这样，在去耦电容上过多的压降会产生不必要的噪声影响。四总结 上面仅仅讨论了在PCB叠层设计时会遇到的部分问题，具体应视实际情况而定，在能力范围内，经常还要兼顾信号质量与成本。在依照上面所阐述的理论原则来进行叠层方案的设计的同时，我们还需要考虑一些其它的布线原则来配合，比如每一层走线的方向，信号层电源线宽的定义，以及去耦电容的摆放等等。只有综合考虑各方面的因素，才能最终设计出一块性能较好的电路板。多层PCB通常用于高速、高性能的系统，其中一些层用于电源或地参考平面，这些平面通常是没有分割的实体平面。无论这些层做什么用途，电压为多少，它们将作为与之相邻的信号走线的电流返回路径。构造一个好的低阻抗的电流返回路径最重要的就是合理规划这些参考平面的设计。图1所示为一种典型多层PCB叠层配置。信号层大部分位于这些金属实体参考平面层之间，构成对称带状线或是非对称带状线。此外，板子的上、下两个表面（顶层和底层），主要用于放置元件的焊盘，其上也有一些信号走线，但不能太长，以减少来自走线的直接辐射。图1 一种典型多层PCB叠层配置通常用P表示参考平面层；S表示信号层；T表示顶层；B表示底层。下面以一个12层的PCB来说明多层PCB的结构和布局，如图614所示，其层的用途分配为“TPSPsPSPSsPB”。下面是一些关于多层PCB叠层设计的原则。 为参考平面设定直流电压：解决电源完整性的一个重要措施是使用去耦电容，而去耦电容只能放置在PCB的顶层和底层，去耦电容的效果会严重受到与其相连的走线、焊盘，以及过孔的影响，这就要求连接去耦电容的走线尽量短而宽，过孔尽量短。如图所示，将第2层设置成分配给高速数字器件（如处理器）的电源；将第4层设置成高速数字地；而将去耦电源放置在PCB的顶层；这是一种比较合理的设计。此外，要尽量保证由同一个高速器件所驱动的信号走线以同样的电源层作为参考平面，而且此电源层为高速器件的电源。 确定多电源参考平面：多电源层将被分割成几个电压不同的实体区域，如图所示中将第11层分配为多电源层，那么其附近的第10层和底层上的信号电流将会遭遇不理想的返回路径，使返回路径上出现缝隙。对于高速信号，这种不合理的返回路径设计可能会带来严重的问题。所以，高速信号布线应该远离多电源参考平面。 多个地敷铜层可以有效地减小PCB的阻抗，减小共模EMI。 信号层应该和邻近的参考平面紧密耦合（即信号层和邻近敷铜层之间的介质厚度要很小）；电源敷铜和地敷铜应该紧密耦合。 合理设计布线组合：为了完成复杂的布线，走线的层间转换是不可避免的，而把同一个信号路径所跨越的两个层称为一个“布线组合”。信号层间转换时要保证返回电流可以顺利地从个参考平面流到另一个参考平面。事实上，最妤的布线组合设计是避免返回电流从一个参考平面流到另一个参考平面，而是简单地从参考平面的一个表面流到另一个表面。如图所示中，第3层和第5层、第5层和第7层，以及第7层和第9层都可以作为一个布线组合。但是把第3层和第9层作为一个布线组合就不是合理的设计，它需要返回电流从第4层耦合到第6层，再从第6层耦合到第8层，这条路径对于返回电流并不通畅。尽管可以通过在过孔附近放置去耦电容或者减小参考平面间的介质厚度来减小地弹，但并非上策，在实际系统中可能还无法实现。 设定布线方向：在同一信号层上，保证大多数布线的方向是一致的，同时与相邻信号层的布线方向正交。如图所示中，可将第3层和第7层的布线方向设为“南北”走向，而将第5层和第9层的布线方向设为“东西”走向。针对不同的系统，其叠层设计的配置有所不同，下面列出一些常用的配置，如表所示。电路板的叠层安排是对PCB的整个系统设计的基础。叠层设计如有缺陷，将最终影响到整机的EMC性能。总的来说叠层设计主要要遵从两个规矩: 1. 每个走线层都必须有一个邻近的参考层(电源或地层);2. 邻近的主电源层和地层要保持最小间距,以提供较大的耦合电容; 下面列出从两层板到十层板的叠层：2.1 单面板和双面板的叠层；对于两层板来说，由于板层数量少，已经不存在叠层的问题。控制EMI辐射主要从布线和布局来考虑；单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出。造成这种现象的主要原因就是因是信号回路面积过大，不仅产生了较强的电磁辐射，而且使电路对外界干扰敏感。要改善线路的电磁兼容性，最简单的方法是减小关键信号的回路面积。关键信号：从电磁兼容的角度考虑，关键信号主要指产生较强辐射的信号和对外界敏感的信号。能够产生较强辐射的信号一般是周期性信号，如时钟或地址的低位信号。对干扰敏感的信号是指那些电平较低的模拟信号。单、双层板通常使用在低于10KHz的低频模拟设计中: ? 在同一层的电源走线以辐射状走线，并最小化线的长度总和；? 走电源、地线时，相互靠近；在关键信号线边上布一条地线，这条地线应尽量靠近信号线。这样就形成了较小的回路面积，减小差模辐射对外界干扰的敏感度。当信号线的旁边加一条地线后，就形成了一个面积最小的回路，信号电流肯定会取道这个回路，而不是其它地线路径。? 如果是双层线路板，可以在线路板的另一面，紧靠近信号线的下面，沿着信号线布一条地线，一线尽量宽些。这样形成的回路面积等于线路板的厚度乘以信号线的长度。2.2 四层板的叠层；推荐叠层方式：2.2.1 SIGGND(PWR)PWR (GND)SIG；2.2.2 GNDSIG(PWR)SIG(PWR)GND；对于以上两种叠层设计，潜在的问题是对于传统的1.6mm（62mil）板厚。层间距将会变得很大，不仅不利于控制阻抗，层间耦合及屏蔽；特别是电源地层之间间距很大，降低了板电容，不利于滤除噪声。对于第一种方案，通常应用于板上芯片较多的情况。这种方案可得到较好的SI性能，对于EMI性能来说并不是很好，主要要通过走线及其他细节来控制。主要注意：地层放在信号最密集的信号层的相连层，有利于吸收和抑制辐射；增大板面积，体现20H规则。对于第二种方案，通常应用于板上芯片密度足够低和芯片周围有足够面积(放置所要求的电源覆铜层)的场合。此种方案PCB的外层均为地层，中间两层均为信号/电源层。信号层上的电源用宽线走线，这可使电源电流的路径阻抗低，且信号微带路径的阻抗也低，也可通过外层地屏蔽内层信号辐射。从EMI控制的角度看，这是现有的最佳4层PCB结构。主要注意：中间两层信号、电源混合层间距要拉开，走线方向垂直，避免出现串扰；适当控制板面积，体现20H规则；如果要控制走线阻抗，上述方案要非常小心地将走线布置在电源和接地铺铜岛的下边。另外，电源或地层上的铺铜之间应尽可能地互连在一起，以确保DC和低频的连接性。2.3 六层板的叠层；对于芯片密度较大、时钟频率较高的设计应考虑6层板的设计推荐叠层方式：2.3.1 SIGGNDSIGPWRGNDSIG；对于这种方案，这种叠层方案可得到较好的信号完整性，信号层与接地层相邻，电源层和接地层配对，每个走线层的阻抗都可较好控制，且两个地层都是能良好的吸收磁力线。并且在电源、地层完整的情况下能为每个信号层都提供较好的回流路径。2.3.2 GNDSIGGNDPWRSIG GND；对于这种方案，该种方案只适用于器件密度不是很高的情况，这种叠层具有上面叠层的所有优点，并且这样顶层和底层的地平面比较完整，能作为一个较好的屏蔽层来使用。需要注意的是电源层要靠近非主元件面的那一层，因为底层的平面会更完整。因此，EMI性能要比第一种方案好。小结：对于六层板的方案,电源层与地层之间的间距应尽量减小，以获得好的电源、地耦合。但62mil的板厚,层间距虽然得到减小,还是不容易把主电源与地层之间的间距控制得很小。对比第一种方案与第二种方案，第二种方案成本要大大增加。因此，我们叠层时通常选择第一种方案。设计时，遵循20H规则和镜像层规则设计2.4 八层板的叠层；八层板通常使用下面三种叠层方式2.4.1 由于差的电磁吸收能力和大的电源阻抗导致这种不是一种好的叠层方式。它的结构如下： 1 Signal 1 元件面、微带走线层 2 Signal 2 内部微带走线层，较好的走线层（X方向） 3 Ground 4 Signal 3 带状线走线层，较好的走线层（Y方向） 5 Signal 4 带状线走线层 6 Power 7 Signal 5 内部微带走线层 8 Signal 6 微带走线层2.4.2 是第三种叠层方式的变种，由于增加了参考层，具有较好的EMI性能，各信号层的特性阻抗可以很好的控制 1 Signal 1 元件面、微带走线层，好的走线层 2 Ground 地层，较好的电磁波吸收能力 3 Signal 2 带状线走线层，好的走线层 4 Power 电源层，与下面的地层构成优秀的电磁吸收 5 Ground 地层 6 Signal 3 带状线走线层，好的走线层 7 Power 地层，具有较大的电源阻抗 8 Signal 4 微带走线层，好的走线层2.4.3 最佳叠层方式，由于多层地参考平面的使用具有非常好的地磁吸收能力。 1 Signal 1 元件面、微带走线层，好的走线层 2 Ground 地层，较好的电磁波吸收能力 3 Signal 2 带状线走线层，好的走线层 4 Power 电源层，与下面的地层构成优秀的电磁吸收 5 Ground 地层 6 Signal 3 带状线走线层，好的走线层 7 Ground 地层，较好的电磁波吸收能力 8 Signal 4 微带走线层，好的走线层2.5 小结对于如何选择设计用几层板和用什么方式的叠层，要根据板上信号网络的数量，器件密度，PIN密度，信号的频率，板的大小等许多因素。对于这些因素我们要综合考虑。对于信号网络的数量越多，器件密度越大，PIN密度越大，信号的频率越高的设计应尽量采用多层板设计。为得到好的EMI性能最好保证每个信号层都有自己的参考层。pcb叠层参考：2层 S1和地，S2和电源4层 S1，地，电源，S26层 S1，S2，地，电源，S3，S46层 S1，地，S2，S3，电源，S46层 S1，电源，地，S2，地，S38层 S1，S2，地，S3，S4，电源，S5，S68层 S1，地，S2，地，电源，S3，地，S410层 S1，地，S2，S3，地，电源，S4，S5，地，S610层 S1，S2，电源，地，S3，S4，地，电源，S5，S6较多的 PCB 工程师,他们经常画电脑主板,对Allegro 等优秀的工具非常的熟练,但是,非常可惜的是,他们居然很少知道如何进行阻抗控制,如何使用工具进行信号完整性分析.如何使用IBIS 模型。我觉得真正的PCB 高手应该还是信号完整性专家,而不仅仅停留在连连线,过过孔的基础上。对布通一块板子容易，布好一块好难。小资料对于电源、地的层数以及信号层数确定后，它们之间的相对排布位置是每一个PCB 工程师都不能回避的话题；层的排布一般原则：元件面下面（第二层）为地平面，提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面；所有信号层尽可能与地平面相邻；尽量避免两信号层直接相邻；主电源尽可能与其对应地相邻；兼顾层压结构对称。对于母板的层排布，现有母板很难控制平行长距离布线，对于板级工作频率在50MHZ 以上的（50MHZ 以下的情况可参照，适当放宽），建议排布原则：元件面、焊接面为完整的地平面（屏蔽）；无相邻平行布线层；所有信号层尽可能与地平面相邻；关键信号与地层相邻，不跨分割区。注：具体PCB 的层的设置时，要对以上原则进行灵活掌握，在领会以上原则的基础上，根据实际单板的需求，如：是否需要一关键布线层、电源、地平面的分割情况等，确定层的排布，切忌生搬硬套，或抠住一点不放。以下为单板层的排布的具体探讨：*四层板，优选方案1，可用方案3方案电源层数 地层数 信号层数 1 2 3 41 1 1 2 S G P S2 1 2 2 G S S P3 1 1 2 S P G S方案1 此方案四层PCB 的主选层设置方案，在元件面下有一地平面，关键信号优选布TOP 层；至于层厚设置，有以下建议：满足阻抗控制芯板（GND 到POWER）不宜过厚，以降低电源、地平面的分布阻抗；保证电源平面的去藕效果；为了达到一定的屏蔽效果，有人试图把电源、地平面放在TOP、BOTTOM 层，即采用方案2：此方案为了达到想要的屏蔽效果，至少存在以下缺陷：电源、地相距过远，电源平面阻抗较大电源、地平面由于元件焊盘等影响，极不完整由于参考面不完整，信号阻抗不连续实际上，由于大量采用表贴器件，对于器件越来越密的情况下，本方案的电源、地几乎无法作为完整的参考平面，预期的屏蔽效果很难实现；方案2 使用范围有限。但在个别单板中，方案2 不失为最佳层设置方案。以下为方案2 使用案例；案例（特例）：设计过程中，出现了以下情况：A、整板无电源平面，只有GND、PGND 各占一个平面；B、整板走线简单，但作为接口滤波板，布线的辐射必须关注；C、该板贴片元件较少，多数为插件。分析：、由于该板无电源平面，电源平面阻抗问题也就不存在了；、由于贴片元件少（单面布局），若表层做平面层，内层走线，参考平面的完整性基本得到保证，而且第二层可铺铜保证少量顶层走线的参考平面；、作为接口滤波板，PCB 布线的辐射必须关注，若内层走线，表层为GND、PGND，走线得到很好的屏蔽，传输线的辐射得到控制；鉴于以上原因，在本板的层的排布时，决定采用方案2，即：GND、S1、S2、PGND，由于表层仍有少量短走线，而底层则为完整的地平面，我们在S1 布线层铺铜，保证了表层走线的参考平面；五块接口滤波板中，出于以上同样的分析，设计人员决定采用方案2，同样不失为层的设置经典。列举以上特例，就是要告诉大家，要领会层的排布原则，而非机械照搬。方案3：此方案同方案1 类似，适用于主要器件在BOTTOM 布局或关键信号底层布线的情况；一般情况下，限制使用此方案；*六层板，优选方案3，可用方案1，备用方案2、4方案 电源 地 信号 1 2 3 4 5 6#1 1 1 4 S1 G S2 S3 P S4#2 1 1 4 S1 S2 G P S3 S4#3 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3#4 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3对于六层板，优先考虑方案3，优选布线层S2（stripline），其次S3、S1。主电源及其对应的地布在4、5 层，层厚设置时，增大S2-P 之间的间距，缩小P-G2 之间的间距（相应缩小G1-S2 层之间的间距），以减小电源平面的阻抗，减少电源对S2 的影响；在成本要求较高的时候，可采用方案1，优选布线层S1、S2，其次S3、S4，与方案1 相比，方案2 保证了电源、地平面相邻，减少电源阻抗，但S1、S2、S3、S4 全部裸露在外，只有S2 才有较好的参考平面；对于局部少量信号要求较高的场合，方案 4 比方案3 更适合，它能提供极佳的布线层S2。八层板：优选方案2、3、可用方案1方案 电源 地 信号 1 2 3 4 5 6 7 8#1 1 2 5 S1 G1 S2 S3 P S4 G2 S5#2 1 3 4 S1 G1 S2 G2 P S3 G3 S4#3 2 2 4 S1 G1 S2 P1 G2 S3 P2 S4#4 2 2 4 S1 G1 S2 P1 P2 S3 G3 S4#5 2 2 4 S1 G1 P1 S2 S3 G2 P2 S4对于单电源的情况下:方案2 比方案1 减少了相邻布线层，增加了主电源与对应地相邻，保证了所有信号层与地平面相邻，代价是：牺牲一布线层；对于双电源的情况:推荐采用方案3，方案3 兼顾了无相邻布线层、层压结构对称、主电源与地相邻等优点，但S4 应减少关键布线；方案 4：无相邻布线层、层压结构对称，但电源平面阻抗较高；应适当加大3-4、5-6，缩小2-3、6-7之间层间距；方案 5：与方案4 相比，保证了电源、地平面相邻；但S2、S3 相邻，S4 以P2 作参考平面；对于底层关键布线较少以及S2、S3 之间的线间窜扰能控制的情况下此方案可以考虑；*十层板：推荐方案2、3、可用方案1、4方案3：扩大3-4 与7-8 各自间距，缩小5-6 间距，主电源及其对应地应置于6、7 层；优选布线层S2、S3、S4，其次S1、S5；本方案适合信号布线要求相差不大的场合，兼顾了性能、成本；推荐大家使用；但需注意避免S2、S3 之间平行、长距离布线；方案 4：EMC 效果极佳，但与方案3 比，牺牲一布线层；在成本要求不高、EMC 指标要求较高、且必须双电源层的关键单板，建议采用此种方案；优选布线层S2、S3,对于单电源层的情况，首先考虑方案2，其次考虑方案1。方案1 具有明显的成本优势，但相邻布线过多，平行长线难以控制；*十二层板：推荐方案2、3，可用方案1、4、备用方案5方案2、4 具有极好的EMC 性能，方案1、3 具有较佳的性价比；以上层排布作为一般原则，仅供参考，具体设计过程中大家可根据需要的电源层数、布线层数、特殊布线要求信号的数量、比例以及电源、地的分割情况，结合以上排布原则灵活掌握。EMC 问题在布板的时候还应该注意EMC 的抑制！这很不好把握，分布电容随时存在！如何接地:PCB 设计原本就要考虑很多的因素,不同的环境需要考虑不同的因素。地的分割与汇接接地是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC 性能的重要手段之一。正确的接地既能提高产品抑制电磁干扰的能力，又能减少产品对外的EMI 发射。接地的含义电子设备的“地”通常有两种含义：一种是“大地”（安全地），另一种是“系统基准地”（信号地）。接地就是指在系统与某个电位基准面之间建立低阻的导电通路。“接大地”就是以地球的电位为基准，并以大地作为零电位，把电子设备的金属外壳、电路基准点与大地相连接。把接地平面与大地连接，往往是出于以下考虑：A、提高设备电路系统工作的稳定性；B、静电泄放；C、为工作人员提供安全保障。接地的目的A、安全考虑，即保护接地；B、为信号电压提供一个稳定的零电位参考点（信号地或系统地）；C、屏蔽接地。基本的接地方式电子设备中有三种基本的接地方式：单点接地、多点接地、浮地。单点接地：单点接地是整个系统中，只有一个物理点被定义为接地参考点，其他各个需要接地的点都连接到这一点上。适用于频率较低的电路中（1MHZ 以下）。若系统的工作频率很高，以致工作波长与系统接地引线的长度可比拟时，单点接地方式就有问题了。当地线的长度接近于1/4 波长时，它就象一根终端短路的传输线，地线的电流、电压呈驻波分布，地线变成了辐射天线，而不能起到“地”的作用。为了减少接地阻抗，避免辐射，地线的长度应小于1/20 波长。在电源电路的处理上，一般可以考虑单点接地。对于大量采用的数字电路的PCB，由于其含有丰富的高次谐波，一般不建议采用单点接地方式。多点接地：多点接地是指设备中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引线的长度最短。多点接地电路结构简单，接地线上可能出现的高频驻波现象显著减少，适用于工作频率较高的（10MHZ）场合。但多点接地可能会导致设备内部形成许多接地环路，从而降低设备对外界电磁场的抵御能力。在多点接地的情况下，要注意地环路问题，尤其是不同的模块、设备之间组网时。地线回路导致的电磁干扰：理想地线应是一个零电位、零阻抗的物理实体。但实际的地线本身既有电阻分量又有电抗分量，当有电流通过该地线时，就要产生电压降。地线会与其他连线（信号、电源线等）构成回路，当时变电磁场耦合到该回路时，就在地回路中产生感应电动势，并由地回路耦合到负载，构成潜在的EMI威胁。浮地浮地是指设备地线系统在电气上与大地绝缘的一种接地方式。由于浮地自身的一些弱点，不太适合一般的大系统中，其接地方式很少采用关于接地方式的一般选取原则：对于给定的设备或系统，在所关心的最高频率（对应波长为）入上，当传输线的长度L入，则视为高频电路，反之，则视为低频电路。根据经验法则，对于低于1MHZ 的电路，采用单点接地较好；对于高于10MHZ，则采用多点接地为佳。对于介于两者之间的频率而言，只要最长传输线的长度L 小于/20 入，则可采用单点接地以避免公共阻抗耦合。对于接地的一般选取原则如下：（1）低频电路（10MHZ），建议采用多点接地；（3）高低频混合电路，混合接地。名词定义：SIG：信号层；GND：地层；PWR：电源层； 电路板的叠层安排是对PCB的整个系统设计的基础。叠层设计如有缺陷，将最终影响到整机的EMC性能。 总的来说叠层设计主要要遵从两个规矩: 1. 每个走线层都必须有一个邻近的参考层(电源或地层); 2. 邻近的主电源层和地层要保持最小间距,以提供较大的耦合电容; 下面列出从两层板到十层板的叠层： 2.1 单面板和双面板的叠层； 对于两层板来说，由于板层数量少，已经不存在叠层的问题。控制EMI辐射主要从布线和布局来考虑；单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出。造成这种现象的主要原因就是因是信号回路面积过大，不仅产生了较强的电磁辐射，而且使电路对外界干扰敏感。要改善线路的电磁兼容性，最简单的方法是减小关键信号的回路面积。 关键信号：从电磁兼容的角度考虑，关键信号主要指产生较强辐射的信号和对外界敏感的信号。能够产生较强辐射的信号一般是周期性信号，如时钟或地址的低位信号。对干扰敏感的信号是指那些电平较低的模拟信号。 单、双层板通常使用在低于10KHz的低频模拟设计中: 1 在同一层的电源走线以辐射状走线，并最小化线的长度总和； 2 走电源、地线时，相互靠近；在关键信号线边上布一条地线，这条地线应尽量靠近信号线。这样就形成了较小的回路面积，减小差模辐射对外界干扰的敏感度。当信号线的旁边加一条地线后，就形成了一个面积最小的回路，信号电流肯定会取道这个回路，而不是其它地线路径。 3 如果是双层线路板，可以在线路板的另一面，紧靠近信号线的下面，沿着信号线布一条地线，一线尽量宽些。这样形成的回路面积等于线路板的厚度乘以信号线的长度。 2.2 四层板的叠层； 推荐叠层方式： 2.2.1 SIGGND(PWR)PWR (GND)SIG； 2.2.2 GNDSIG(PWR)SIG(PWR)GND； 对于以上两种叠层设计，潜在的问题是对于传统的1.6mm（62mil）板厚。层间距将会变得很大，不仅不利于控制阻抗，层间耦合及屏蔽；特别是电源地层之间间距很大，降低了板电容，不利于滤除噪声。对于第一种方案，通常应用于板上芯片较多的情况。这种方案可得到较好的SI性能，对于EMI性能来说并不是很好，主要要通过走线及其他细节来控制。主要注意：地层放在信号最密集的信号层的相连层，有利于吸收和抑制辐射；增大板面积，体现20H规则。 对于第二种方案，通常应用于板上芯片密度足够低和芯片周围有足够面积(放置所要求的电源覆铜层)的场合。此种方案PCB的外层均为地层，中间两层均为信号/电源层。信号层上的电源用宽线走线，这可使电源电流的路径阻抗低，且信号微带路径的阻抗也低，也可通过外层地屏蔽内层信号辐射。从EMI控制的角度看，这是现有的最佳4层PCB结构。主要注意：中间两层信号、电源混合层间距要拉开，走线方向垂直，避免出现串扰；适