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6層PCB設計指南
6層PCB設計指南
一旦您的4層PCB空間不足，就該升級到6層電路板了。附加層可以為您提供更多信號、附加平面對或混合導體的空間。與如何在PCB疊層中排列它們以及如何在6層PCB上布線相比，如何使用這些額外層并不重要。如果您以前從未使用過6層板，或者您遇到過難以解決的疊層EMI問題，請繼續閱讀以查看一些6層PCB設計指南和最佳實踐。
為什么使用6層？
在開始制作電路板之前，我認為考慮使用6層PCB的原因很重要。除了簡單地為信號添加更多路徑之外，還有幾個原因。6層疊層的最基本版本將采用與4層板上的 SIG/PWR/GND/SIG 疊層相同的方法，只是將信號放在疊層中心的另外兩個上。實際上，從 EMC的角度來看，SIG/PWR/SIG/SIG/GND/SIG 是最差的6層PCB疊層，它可能只適用于在 DC下運行的電路板。
我會選擇6層板而不是4層板的一些原因包括：
您使用的是4層SIG+PWR/GND/GND/SIG+PWR 疊層，并且您需要在表層上為組件提供更多空間。將PWR和SIG置于內部層可以與PWR/GND平面對實現更多去耦。
對于混合信號板，您可以有一個專用于模擬接口的整個表面層，并且會有一個額外的內部層用于較慢的數字路由。
您正在使用具有大量I/O數量的高速板，并且您想要一種將信號分離到板的不同層的好方法。您可以實施與 #1 中相同的策略。
在所有這些配置中，您只需添加一個額外的信號層，而不是兩個。另一層專用于GND平面、電源軌或全電源平面。您的疊層將是您電路板中 EMC 和信號完整性以及您的布局和布線策略的主要決定因素。
了解有關6層PCB疊層及其EMC特性的更多提示
如何路由信號
在開始布線之前，讓我們看一下您將在6層PCB中使用的典型PCB疊層：
6層PCB示例。
在這種疊層中，頂層和底層位于薄電介質上，因此這些層應用于阻抗控制信號。10 mil 可能是您應該使用的最厚電介質，因為這將需要 15-20 mil 寬度的微帶布線，具體取決于介電常數。如果您使用差分對布線數字接口，間距也將允許減小走線寬度，這將允許您布線到更細間距的組件中。舉個例子，我們為許多支持多個千兆位以太網通道的小型網絡產品使用了上述堆疊的一個版本。
如果您需要在外層使用更小的走線寬度，只需減小外層電介質厚度（可能低至 4-5 mil），然后在 L3-L4 電介質上增加一些厚度，以達到您的電路板厚度目標. 接下來要考慮的一點是如何路由電源。
如何路由電源
在上述6層PCB疊層示例中，有一整層專用于PWR。這在 6 層PCB中通常是一種很好的做法，因為它可以為組件的表面騰出區域，并且通過通孔為這些組件供電會更容易。
僅作為示例，請看下圖所示的BGA。這種特殊的BGA是典型的高速接口控制器，在多個電壓下需要大量電流，因此很多球將連接到電源和地。在FPGA之類的東西中，您可能會在整個封裝中找到多個用于電源和接地的引腳。將單層專用于供電可以讓您將平面分解為軌道，以便在必要時可以在高電流下使用多個電壓。這樣，您就不需要在不同的電壓下重疊這些軌道，從而防止出現額外的EMI問題。
在這個FPGA BGA封裝中，您可以看到中心區域的多個引腳專用于GND和多個VCC軌。GND引腳可以直接連接到第2層的平面，而VCC引腳可以連接到第3層的不同電源軌。
請注意，僅僅因為您將電源放在內部層上，并不意味著您不能將電源放在其他地方。您仍然可以使用覆銅將其他信號層上的電源路由為軌道，或作為粗跡線。
如果您需要在6層板中進行大電流操作，可能在多個電壓下，我建議使用額外的電源層而不是額外的信號層。換句話說，您將在疊層內部的內部層上有兩個與接地交錯的電源層。您甚至可以更進一步，在底層放置一個電源層，以獲得更多電流處理能力。這將為您提供足夠的空間來在大面積上布線，可能使用較重的銅，以確保低直流電阻和低功率損耗。
除了這些點之外，4層或8層板中用于確保EMC的其他重要路由策略也適用于6層板。如果您使用與上述示例6層堆疊類似的東西，您將更輕松地進行布線并確保信號和電源完整性。4層或8層板中的相同DFM考慮也適用于6層板；在開始創建布局、調整走線尺寸和布線之前，讓制造商批準您的疊層。