一块好的PCB设计,需要方方面面的考虑,是综合各种情况和因素的一种折中,取舍。其中层叠安排是设计之初最需要认真考虑的问题。关系到后面布线,干扰等各个方面。
从布线的角度,当然层叠数越多越好,有更多的布线平面布通的概率更高。但是从生产和成本的角度则是层叠数越少越好,减少生产复杂度,也能减少出错的概率。所以在一块PCB设计之初就要考虑好成本和设计复杂度额平衡。在满足布线设计要求的情况下尽量减少层叠数量。
层叠安排首先要考虑的是对称性。由于电源层和地层一般都会大面积铺铜,信号层由于各种走线,铜的面积会小很多,层叠设计上如果不对称,可能会引起PCB板焊接时受热不均翘曲等问题。另外,对称的层叠设计也利于生产。
其次,层叠的安排要考虑各种阻抗的要求。很多高速信号线的阻抗都会有不同的要求,比如USB要求信号差分阻抗90,hdmi信号差分阻抗100,存储芯片信号阻抗50等等。要根据每层信号分配信号线的阻抗要求设计层叠和层叠间距。不同阻抗要求的走线在同一层就要兼顾每种情况,同时调整线宽线距来满足。
地层电源层最好成对出现,并且层叠距离尽量靠近。地层电源层成对出现,这样在两层之间形成电容,起到滤波电容的作用,距离越近电容值也就越大。
层叠数量允许的情况下,每个信号层都分配地参考平面。当然电源层也可以作为参考平面,只是效果没有统一用地平面作为参考平面的效果好。
尽量避免两层信号层直接相邻的情况。在高速信号上这一步尤其要注意。
当然,以上方面都需要具体问题具体分析,在不同的设计里会有不同的取舍和考量。就像两层板即使没有参考平面,但是依然可以通过良好的布局布线实现DDR,1066M的高速设计。最合适的设计就是最好的设计。
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