内容发布更新时间 : 2024/12/27 5:04:51星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第一部分 布局 1 层的设置

在PCB的EMC设计考虑中，首先涉及的便是层的设置:单板的层数由电源、地的层数和信号层数组成:电源层、地层、信号层的相对位置以及电源、地平面的分割对单板的EMC指标至关重要。 1.1 合理的层数

根据单板的电源、地的种类、信号密度、板级工作频率、有特殊布线要求的信号数量，以及综合单板的性能指标要求与成本承受能力，确定单板的层数:对于EMC指标要求苛刻 (如产品需认证

CISPR16 CLASS B)而相对成本能承受的情况下，适当增加地平面乃是PCB的EMC设计的杀手铜之一。 1.1.1 Vcc、GND的层数

单板电源的层数由其种类数量决定 :对于单一电源供电的 PCB，一个电源平面足够了 :对于多种电源，若互不交错 ，可考虑采取电源层分割 (保证相邻层的关键信号 布线不跨分割区 ):对于电源互相交错(尤其是象8260等IC，多种电源供电，且互相交错)的单板，则必须考虑采用2个 或以上的电源平面，每个电源平面的设置需满足以下条件 ? 单一电源或多种互不交错的电源；

? 相邻层的关键信号不跨分割区； 地的层数除满足电源平面的要求外，还要考虑 ? 元件面下面(第2层或倒数第2层)有相对完整的地平面； ? 高频、高速、时钟等关键信号有一相邻地平面； ? 关键电源有一对应地平面相邻(如48V与BGND相邻)。 1.1.2 信号层数

在CAD室现行工具软件中，在网表调入完毕后，EDA软件能提供一布局、布线密度参数报告，由此参数可对信号所需的层数有个大致的判断: 经验丰富的CAD工程师，能根据以上参数再结合板级工作频率、有特殊布线要求的信号数量以及单板的性能指标要求与成本承受能力，最后确定单板的信号层数。

信号的层数主要取决于功能实现，从EMC的角度，需要考虑关键信号网络(强辐射网络以及易受干扰的小、弱信号)的屏蔽或隔离措施。 1.2 单板的性能指标与成本要求

面对日趋残酷的通讯市场竞争 ，我们的产品开发面临越来越大的压力 :时间、质量、成本是 我们能否战胜对手乃至生存的基本条件 。对于高端产品，为了尽快将质量过硬的产品推向市场 ， 适当的成本增加在所难免 :而对于成熟产品或价格压力较大的产品 ，我们必须尽量减少层数 、降 低加工难度，用性价比合适的产品参与市场竞争 。对于消费类产品 ，如，电视、VCD、计算机的 主板一般都使用6层以下的PCB板，而且会为了满足大批量生产的要求 、严格遵守有关工艺规范、 牺牲部分性能指标 。但对于诸如我司当初的GSM、目前的GSR等产品:为了尽快将稳定产品推向 市场，在开发的初始阶段 ，过于强调成本 、加工工艺因素毫无疑会对产品的开发进度 、质量造成 一定的影响。

以下为目前我司与PCB供应商达成的 PCB板加工价格列表，大家在考虑性能 、成本时可作参 考

(为保密，此表只给出以板厚为2.0mm的4层样板每平方厘米价格的比值，仅供参考)

(资料来源 采购部2000年7月提供)

层数 2 4 6 8 10 12 14 16

1.3 电源层、地层、信号层的相对位置

1.3.1 Vcc、GND 平面的阻抗以及电源、地之间的EMC环境问题 (此问题有待深入研究、以下列出现有部分观点，仅供参考)

1) 电源、地平面存在自身的特性阻抗，电源平面的阻抗比地平面阻抗高；

2) 为降低电源平面的阻抗，尽量将PCB的主电源平面与其对应的地平面相邻排布并且尽量靠 近，

利用两者的相合电容，降低电源平面的阻抗； 3) 电源地平面构成的平面电容与PCB上的退相电容一起构成频响曲线比较复杂的电源地电 容，

它的有效退相频带比较宽，(但存在谐振问题)。 1.3.2 Vcc、GND 作为参考平面，两者的作用与区别

电源、地平面均能用作参考平面，且有一定的屏蔽作用；但相对而言，电源平面具有较高的特性阻抗，与参考电平存在较大的电位势差；从屏蔽的角度，地平面一般均作了接地处理，并作为基准电平参考点，其屏蔽效果远远优于电源平面； 在选择参考平面时，应优选地平面。 1.3.3 电源层、地层、信号层的相对位置

对于电源、地的层数以及信号层数确定后，它们之间的相对排布位置是每一个EMC工程师都 不能回避的话题:

单板层的排布一般原则

1) 元件面下面(第二层)为地平面，提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面； 2) 所有信号层尽可能与地平面相邻； 3) 尽量避免两信号层直接相邻； 4) 主电源尽可能与其对应地相邻； 5) 兼顾层压结构对称。

对于母板的层排布，鉴于我司现有母板很难控制平行长距离布线，对于板级 工作频率在 50MHZ以上的(50MHZ以下的情况可参照，适当放宽)，建议排布原则

样板 板厚2.0mm 0.47 1(参考基准) 1.41 2.03 3.35 4.56 6.47 9.12 批量板 板厚2.0mm 0.32 0.59 0.82 1.29 1.62 2.15 板厚3.0mm 0.59 1.26 1.76 2.47 3.97 5.59 7.65 10.59 板厚3.0mm 0.34 0.62 1.03 1.53 1.62 2.21

1) 元件面、焊接面为完整的地平面(屏蔽)； 2) 无相邻平行布线层；

3) 所有信号层尽可能与地平面相邻； 4) 关键信号与地层相邻，不跨分割区。

注：具体PCB的层的设置时，要对以上原则进行灵活掌握，在领会以上原则的基础上，根据实际单板的需求，如：是否需要一关键布线层、电源、地平面的分割情况等，确定层的排布，切忌生搬硬套，或抠住一点不放。鉴于篇幅有限，本文仅列出一般原则，供大家参考。 以下为单板层的排布的具体探讨

*四层板，优选方案1，可用方案3。

方案 1 2 3 方案1：

电源层数 1 1 1 地层数 1 1 1 信号层数 2 2 2 1 S G S 2 G S P 3 P S G 4 S P S

此方案为CAD室现行四层PCB的主选层设置方案，在元件面下有一地平面，关键信号优选布 TOP层:至于层厚设置，有以下建议 1) 满足阻抗控制；

2) 芯板(GND到POWER)不宜过厚，以降低电源、地平面的分布阻抗:保证电源平面的去藕效果；

为了达到一定的屏蔽效果，有人试图把电源、地平面放在TOP、BOTTOM层，即采用方案2。 方案2：

此方案为了达到想要的屏蔽效果，至少存在以下缺陷 ? 电源、地相距过远，电源平面阻抗较大 ? 电源、地平面由于元件焊盘等影响，极不完整

? 由于参考面不完整，信号阻抗不连续 实际上，由于我司大量采用表贴器件，对于器件越来越密的情况下，本方案的电源、地几乎无法作为完整的参考平面，预期的屏蔽效果很难实现；方案2使用范围有限。但在个别单板中，方案2不失为最佳层设置方案。以下为方案2在XX产品的接口滤波板中的使用案例: