从2层电路板进步到4层电路板的新设计师可能已经准备好开始处理电源层和接地层,并且大多数制造商都会提供标准叠层来帮助您构建设计。您经常会看到推荐的基本叠层是SIG/GND/PWR/SIG类型的叠层,其中内部层是平面或大多边形。对于许多类型的设计,只要不出现一些简单的布局和布线错误即可。
如果您需要从事一些更高级的工作,例如在电路板两侧放置和布线高速元件,则需要使用替代叠层。导致基本4层叠层的典型布线错误包含在表面层之间布线高速信号,而未提供清晰的返回路径,从而导致电路板产生大量辐射EMI。其实,您应该任选这些替代4层叠层来创建PCB叠层和布局。
Stackup #1:GND/SIG+PWR/SIG+PWR/GND
这种叠层使用外层上的接地来提供针对外部EMI的高屏蔽。它还可以为ESD提供一条返回GND并最终到达设备底盘或接地的良好简单路径,而无需沿着过孔到达内层的路径。从EMI和ESD的角度来看,这类设计在外层接地,并通过迹线直接与GND进行低阻抗连接,绝对是最安全的设计。如果需要,它还可以很好地扩展到更高的层数。
这种叠层可以对外部噪声进行高屏蔽,但它对抑制不同层上高速信号之间的内部噪声(串扰)作用不大。
这种叠层的潜在问题是不同层上信号之间的串扰。通常,电路板中的厚芯约为40密耳左右,但这不一定足以保证迹线不会受到串扰,尤其是在高速情况下。防止感应串扰的最佳方法是在不同层上使用正交布线。此外,切勿将其用于过高速信号或高频,否则您可能会看到信号层之间的电容串扰(在高功率GHz频率下问题更严重)。
为了消除串扰问题,请考虑反转此叠层,如下所示。
Stackup #2:SIG+PWR/GND/GND/SIG+PWR
对我来说,这种叠层更可取,特别是对于任何需要在电路板的两个表面层之间进行高速信号转换的电路板。此