高速数字PCB设计(1)—浅析PCB层叠结构（stackup）设计

最新推荐文章于 2025-05-25 09:00:00 发布

zjulixn

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分类专栏：工作总结文章标签：电路设计 PCB设计层叠结构

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PCB层叠结构设计是PCB设计的关键步骤，影响产品成本和EMC性能。本文从预估PCB层数、器件密度、成本、阻抗控制和电源完整性、EMC等方面探讨层叠结构设计，强调了与制版厂商合作的重要性，以确保设计的可生产性和优化成本。

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PCB层叠结构设计往往是原理图转到PCB设计大家考虑的第一步，也是PCB设计中至关重要的一步，板子层叠结构的好坏甚至直接关系到产品成本、产品EMC的好坏。下面就就简单的从PCB层数预估和可生产性两个方面介绍PCB层叠结构的设计。

1. PCB层叠结构预估

PCB层数设计主要可以从以下几个方面考虑（1）：管脚最密器件（如BGA等）需要几层信号层扇出所有信号；（2）：器件密度；（3）：成本；（4）：PCB走线阻抗控制和电源平面完整性要求；（5）：EMC方面的考虑；

（1）：管脚最密器件

一般PCB层数估计时，最先考虑管脚最密的元器件（但是在一些高速PCB设计时，有时候要考虑高速器件走线的要求，一般都需要走内层，所以有时候PCB的层数会由有特殊走线要求的器件决定），如BGA封装器件，一般需要把所有的管脚进行扇出，这时需要估算管脚扇出需要的信号层数目N；如果PCB器件密度不是很大，可供走线面积良好，对扇出信号电学特性没有特殊要求，基本可以确定PCB信号层数为N。具体如何扇出可以看芯片相关的Layout建议。

（2）：器件密度

设计PCB时，有时候会遇到因为机械结构或者其他特殊要求，PCB板面积较小，器件密度很高的情况。这种情况下，Top Layer和Bottom Layer中可供走线的面积较小，一般情况下需要评估管脚密度进行布线。同时对于高密度板，原理图设计和PCB器件布局对减少PCB层数、降低PCB布线难度有很重要的作用，尤其对GPIO较多的器件，在原理图上选择合适的PIN脚与外围器件相连，在PCB布局布线中会有意想不到的效果。高密度板层数一般较难估计，一般去估算PIN的密度（Pin number/Area）来估算PCB叠层数目。

（3）：成本

PCB制造成本是很多商业产品考虑的最重要的因素之一，PCB设计到后来很多时候有性能和成本的平衡。一般产品为了赶进度可以性能