六层板堆叠的PCB设计
生活中有些事情似乎为你目前所从事的任何领域设定了标准。有些人总是把棒球运动员比作杰基·罗宾逊,而另一些人会说,没有人能像埃尔维斯那样唱得那么好。对我来说,我倾向于将标准印刷电路板等同于6层设计。
当我第一次开始布局电路板时,6层板似乎是PCB设计世界的主力。虽然我们确实设计了许多其他具有不同多层配置的电路板,但那些6层工作是我印象最深的。对于6层板堆栈仍然有很大的需求,因为它们可以满足许多不同的需求,因此,它们可以有不同的配置方式。这里有一些关于这些板配置的更多信息,以及如何最好地使用它们。
六层板堆叠在PCB设计中的重要性
几十年来,多层印刷电路板一直是设计界的主要产品。随着电子元件的缩小,可以在一块电路板上设计更多的电路,它们的性能增加了对新的PCB设计和制造技术的需求。有一段时间,6层板堆叠只是一种方法,在电路板上获得更多的痕迹,而不是2层或4层板所允许的。现在,在6层堆叠中创建正确的层配置以最大限度地提高电路性能比以往任何时候都更重要。
没有正确配置的PCB层堆叠将容易受到电磁干扰(EMI),因为信号性能较差。另一方面,设计良好的6层堆叠可以防止阻抗和串扰带来的问题,提高电路板的性能和可靠性。一个好的层堆叠配置也将有助于保护板从外部噪声源。以下是6层堆叠配置的一些示例。
具有6层板堆叠的印刷电路板的示例
6层堆叠的最佳配置是什么?
你为你的6层板选择的堆叠配置将在很大程度上取决于你需要完成你的设计。如果有很多信号需要路由,则需要4个信号层进行路由。另一方面,如果控制了信号的完整性高速电路是优先考虑的,你要选择能提供最好保护的方案。这里有一些在六层板中使用的不同配置。
第一层堆叠选项是我多年前第一次开始使用的原始堆叠配置:
前的信号
内部信号
地平面
动力飞机
内部信号
底部的信号
这可能是你可以使用的最糟糕的配置,因为信号层没有任何屏蔽,而且两个信号层不相邻的平面。随着信号完整性和性能要求变得越来越重要,这种配置通常被放弃。然而,通过用地平面替换顶部和底部的信号层,您再次拥有一个良好的6层堆栈。缺点是它只留下两个内部层用于信号路由。
PCB设计中最常用的6层配置是将内部信号路由层置于堆叠的中间:
前的信号
地平面
内部信号
内部信号
动力飞机
底部的信号
平面的配置为内部信号路由层提供了更好的屏蔽,通常用于更高频率的信号。通过使用较厚的电介质材料增加两个内部信号层之间的距离,可以更好地增强这种叠加。这种配置的缺点是电源和地平面的分离降低了它们的规划电容。这将需要在设计中添加更多的解耦。
配置为PCB的6层堆叠最佳的信号完整性和性能E是不常见的一种。在这里,信号层减少到3层,以便添加一个额外的接地层:
前的信号
地平面
内部信号
动力飞机
地平面
底部的信号
这种叠加将每个信号层直接与地平面相邻,以获得最佳的返回路径特性。此外,通过使电源和地平面彼此相邻产生规划电容。缺点是你失去了一个用于路由的信号层。
使用正确的PCB设计工具将更好地帮助您配置6层板堆叠
让你的PCB设计工具工作
如何创建板层堆叠将对6层PCB设计的成功产生巨大影响。幸运的是,今天的PCB设计工具将为您提供从设计中添加和删除层的能力,以便您可以选择最适合您需要的层配置。重要的部分是选择一个PCB设计系统,为您提供最大程度的灵活性和能力,以便您可以轻松地为您的设计创建6层堆叠类型。
一个例子PCB设计系统我们在这里谈论的是来自Cadence的。OrCAD PCB Designer具有配置6层板的功能,或任何其他类型的PCB层堆叠,以满足您的确切需求。此外,OrCAD为您提供了许多强大的特性和功能来放置、路由和设置设计规则和约束,以便按照您预期的方式构建设计。
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