在设计复杂的高密度 PCB 时，层规划对于不同类型的应用很重要。不良的PCB 层堆叠管理会导致不良的 PCB 设计，并最终导致 PCB 发生故障。层堆叠是一个过程，其中许多东西以简单但可计算的方式合并到单个 PCB 设计中。要了解层堆叠，重要的是要了解印刷电路板设计中使用的不同类型的层。传输电力的不仅仅是简单的铜连接，而且由于高度复杂的组件和其他参数，它在现代 PCB 布线技术方面要复杂得多。在这篇文章中，我们想澄清一些常见的理论和设计方面用于高密度 PCB 设计的PCB 层堆栈管理技术。

什么是层堆叠 PCB 设计？

在多层板设计中，主要使用三种类型的层。层类型为信号层、平面层、混合层。信号层由多种类型的信号组成。下图显示了一个完美的信号层 PCB，它具有多种类型的信号，不依赖于特殊标准。这些主要是低电压、低电流信号，主要用于承载中高速数据线。这种类型的层不包含 通过多边形浇注制作的地平面或电源平面。这是有原因的。在非常高速的信号中，由于杂散电容和杂散电感的累积，接地层或电源层会导致阻抗变化。

下图显示了一个信号层，其中路由了多个信号并放置了组件。

平面层不同。它不包含除接地层或电源层以外的任何信号。出于多种原因，这很有用，主要是整个电路都有良好的接地和电源路径。整个电路板上都铺有实心铜，只需切割铜平面，即可创建单独的段以提供不同的平面信号。下面是一个很好的例子，其中显示了平面层。

下一类型的层是混合层，它使用信号和铜填充作为一个平面。这是二层板和六层板中最常用的层型。有时也用于四层板。在没有明显高速走线的一般 PCB 板上可以看到这种层的多个实例。下面给出的图像显示了混合层类型的示例。

在决定层堆叠之前，第一个问题是设计需要多少层。标准的经验法则是使用印制板上每单位面积的引脚数。

下图可以作为起点。 

然而，这不限于所有情况。PCB 密度取决于组件的固定位置、信号完整性等。现在，在决定应该有多少层之后，是时候选择这些层，以便在哪些层上路由什么类型的信号。在做出某些决定之前，几乎不需要评估任何事情。 

1. 在顶层和底层布线高电流层很重要。由于内层不通过空气散热。因此，如果内部层用于大电流操作，则会导致 PCB 温度升高。

2. 高频信号会发出高 EMI，因此在上下层上堆叠接地层的内部层有助于减少辐射 EMI。

在进行PCB 设计之前，电介质和铜密度是设计决策时应考虑的其他重要标准。这是因为改变铜密度和电介质会改变电路板尺寸，并可能改变整个电路板的阻抗参数。铜密度和 PCB 尺寸也取决于电路板的总成本。增加电路板厚度也可能会增加电路板成本。

一般35um和70um的铜厚被广泛用于PCB层叠管理。增加铜可能会增加迹线的载流能力并减少热耗散。重要的是选择图层顺序，其中图层均匀平衡。以下是从 4 层到 8 层 PCB 板的不同层配置中最常用的层。

4层堆叠：

为了获得最佳性能，图层分配需要完全如下所述。顶层和底层可以做信号层，内部两层可以做电源和地，这样我们就可以调试PCB的错误了。

层分配 - 信号（最需要测试的）/ GND Plane / Different Power Signals / Signals

6层堆叠：

对于 6 层 PCB，过程有点复杂，但总体概念保持不变。对于 POC 阶段中的任何修改，信号平面始终位于顶部。地平面和电源平面位于该平面和混合信号平面之下。电源层和接地层垂直布线，信号层水平布线，以降低高速 PCB 设计的 EMI 和噪声。永远记得在开始设计 PCB 之前制作平面。因此，如果您选择第二层作为地平面，请始终选择第 5 层作为地平面。这个非常重要。另外，在 6 层设计中，一层垂直布线，另一层水平布线。在这种情况下，走线产生的磁场会相互抵消，减少串扰。

层分配 - 信号/实体 GND 平面/高速信号/高速信号/实体 GND 平面/信号

8层堆叠

8层PCB的概念也是一样的，作为8层PCB，它用于非常高速的设计，如计算机主板、FPGA等，为了隔离EMI和噪声，我们将地平面放在顶部下方在其下方的底部信号平面，有混合信号平面和其他接地和电源平面。整个结构如下。

层分配 - 信号/实体 GND 平面/高速信号/GND 或电源/GND 或电源/高速信号/实体 GND 平面/信号。

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