6层PCB是一种经济且流行的叠层,适用于各种应用,通过正确的叠层,您可以抑制EMI,适应细间距元件,甚至可以与RF器件配合使用。您不需要选择其中一个优势; 正确的叠层,布线选择和元件布局使您可以在单个电路板中获得所有这些优势。
我需要多少电源,接地和信号平面?
这个问题的答案非常重要,实际上取决于您的电路板的应用。如果您使用有限空间的密集电路板,则需要选择一个电源,一个接地和四个信号平面。如果您需要显着降低对EMI的敏感度,您应该选择更多具有两个信号层的地平面。接地层的布置将在PCB中产生显着的屏蔽效果,而无需屏蔽罐。
如果您要混合数字和模拟信号,混合高频和低频信号,或者所有这些信号的组合,您仍然可以创造性地使用6层PCB叠层。在某些时候,您需要在堆栈中选择更大的板或更多层(或两者都有!),但您仍然可以在许多应用中使用六层板。请注意,6层PCB叠层有很多组合,因此下面仅显示一些有用的叠层。
考虑到这一点,让我们跳到几个6层PCB叠层:
1.信号层/电源/ 2个信号层/接地/信号层
这种叠层是一种常见的6层PCB叠层,非常适合为敏感走线提供屏蔽以及与实心平面紧密耦合。您可以通过内层路由不同切换速度或不同频率的信号。通常,较高速度的数字或较高频率模拟信号将通过这些内部层路由,以便将它们与外层上的较低速度/频率分量屏蔽开。
2.信号层/接地/电源/接地/信号层/接地
对于空间有限且需要将模拟/无线功能与数字信号混合的电路板,这是一个很好的叠层。当内部信号层被封装在两个接地平面之间时,它将与表面信号层屏蔽。它还可用于抑制EMI干扰内部信号层,因为实心导体提供有效的屏蔽。
交替的接地/电源/接地层也为RF器件提供有效的去耦。最好在交替接地/电源/接地平面之间放置接地过孔,以抑制来自电路板边缘的辐射EMI。如果您在表面层上放置一个印刷的偶极天线,您可以将最近的地平面延伸到其下方,并在堆叠的其余部分之间的后边缘放置一个通孔栅栏。这很好地确保辐射发射不会干扰电路板上的其他元件。
3.正确的6层PCB叠层让您可以放弃屏蔽罩
如果要直接在电路板上转换为数字数据,则需要在接地/电源/接地堆栈中包含一个插槽,以在模拟和数字部分之间创建一些分隔。确保不要在内部或外部信号层中穿过此插槽布置任何迹线,因为这些迹线将像强辐射器一样,并且具有大的环路面积。
4.接地/信号层/电源/接地/信号层/接地
如果您的电路板将部署在电噪声环境中,或者它将放置在发射强辐射的电路板附近,则此叠层可提供出色的EMI抑制。缺点是只有两个信号层,因此用于路由信号的电路板空间将受到限制。话虽如此,从EMC的角度来看,将信号层放置在堆叠导体之间是最佳选择。
您还可以在表面层上放置安装垫以用于组件,并且表面上的附近地平面提供了方便的接地路径。如果设计的容差合适,您将能够通过过孔轻松地将信号和电源路由到组件。
这种层堆栈提供了另一个不那么明显的好处:更好的热管理。如果您将处理大电流,信号层两侧的导体可以吸收热量并将其传输到电路板边缘,在那里可以通过被动或主动冷却消散。
关于多层之间路由的注记
我们经常讨论通过多个层路由过孔,但这样做会在返回路径中产生不连续性,从而增加电路的环路面积。在这种情况下,电路板的寄生电容将提供一些放电,在信号通路附近产生返回电流。不幸的是,电容通常太小而不能提供低可靠的阻抗返回路径。一种选择是将去耦电容与信号通孔并联以提供返回路径。
集成电路应包含一个附近的旁路电容,该电容直接连接到与信号通路/走线相同的参考平面。这有助于减少电源电压的波动,提供对抗地面反弹的电荷储存器,并为层间过渡的信号提供感应返回电流的路径。如果通过通孔进行接地连接,这也为通过通孔穿过顶层的信号提供了返回路径。
铁氧体扼流圈和电解电容器
您的PCB设计包应包含完全从头开始设计堆叠所需的工具。您可以完全控制图层排列,材料常数和尺寸。您甚至可以使用图层堆栈管理器轻松创建刚性 - 柔性和多板系统。所有这些设计工具都直接与您的原理图设计,布局和可交付生成工具集成在一个程序中。
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