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1、PCB板层结构(jigu)层电容地层和电源层间距(jin j)引起层电容的容值变化E=2.8 H=0.6mm C=0.2022nF E=9.6 H=1mm C=0.4159nF第1页/共45页第一页，共46页。PCB板层结构(jigu)层电容PCB的介电系数(xsh)影响第2页/共45页第二页，共46页。电源(dinyun)/地层间距的影响电源/地层相邻整板EMC较大，SI性能较好层间串扰小环流环路(hunl)小电源和地层在两个表层整板EMC较小，SI性能较差交互电容增大，层间串扰增大最大的环流阻抗失控第3页/共45页第三页，共46页。地层/信号(xnho)层间距的影响地层(dcng)与信号层
2、分别为14.4mils、7.2mils、3.6mils被干扰的近端和远端串扰强度第4页/共45页第四页，共46页。地层/信号(xnho)层间距的影响地层与信号(xnho)层分别为14.4mils、7.2mils、3.6mils被干扰的近端和远端串扰波形第5页/共45页第五页，共46页。地层/信号(xnho)层间距的影响地层与信号(xnho)层分别为14.4mils、7.2mils、3.6mils被干扰的近端和远端串扰波形第6页/共45页第六页，共46页。PCB板的堆叠(dudi)与分层双面板，此板仅能用于低速设计(shj)。EMC比较差。四层板。由以下几种叠层顺序。第一层第二层第三层第四层第一
3、种情况GNDS1+POWERS2+POWERGND第二种情况SIG1GNDPOWERSIG2第三种情况GNDS1S2POWER第一种情况，是四层板中理想的一种情况。因为外层是地层，对EMI有屏蔽作用，同时(tngsh)电源层同地层也可靠得很近，使得电源内阻较小，取得最佳郊果。但当本板器件密度比较大时不能保证第一层地的完整性，这样第二层信号会变得更差；信号层相邻层间串扰增大。第7页/共45页第七页，共46页。PCB板的堆叠(dudi)与分层 第二种情况，是常用的一种方式。因为在这种结构中，有较好的层电容效应，整个PCB的层间串扰很小。信号层能够映射了完整的平面，能够取得较好的信号完整性。在此种结
4、构中,由于信号线层在表层，空间辐射强度增大，需加外加屏蔽壳，才能减少EMI。 第三种情况，电源和地层在表层，信号完整性较好。S1层上信号线质量最好。S2次之。对EMI有屏蔽作用。但环流环路较大，器件密度大小直接(zhji)影响PCB的信号质量，信号层相邻有不能避免层间干扰。总体上不如第一种板层结构，除非是对电源功率有特殊要求。第8页/共45页第八页，共46页。PCB板的堆叠(dudi)与分层六层板由以下几种叠层(dicn)顺序。A种情况，是常见的方式之一，S1是比较(bjio)好的布线层。S2次之。注意S2S3层的层间串扰。S4层如果没有器件，就少走信号线。多一层地。第一层第二层第三层第四层第
5、五层第六层AS1GNDS2S3POWERS4BS1S2GNDPOWERS3S4CS1GNDS2POWERS3S3S4DGNDS1POWERGNDS2GND第9页/共45页第九页，共46页。PCB板的堆叠(dudi)与分层B种情况，S2S3层信号完整性好， S2层为好的布线层，S3层次之。电源平面阻抗(zkng)较好,层电容较大，利于整板EMI抑制。但S1S2和信号层相邻，有较大层间干扰，且离电源和底层较远，EMI空间辐射强度较大，需要外加屏蔽壳。C种情况，这种情况是六层板中最好的情况，S1，S2，S3都是好的布线层。电源平面阻抗(zkng)较好。美中不足的是S4层离参考层远。D种情况，在六层板
6、中，性能虽优于前三种，但布线层少于前两种。此种情况多在背板中使用。 第10页/共45页第十页，共46页。电源(dinyun)布局 电源布局尽量采用星形，少用菊花链布局，减少电源的公共回路。 电源的输入和输出分开布局，避免串扰 主PMU芯片，Charger芯片，背光芯片，5V升压芯片需要放置屏蔽壳内 供各个功能模块使用的电源芯片需要就近放置在模块电源端，注意(zh y)电源走线避开射频区域 电感器件不要靠近并排摆放，形成互感 电容、电感摆放要靠近芯片管脚并有利于电源的单点接地。第11页/共45页第十一页，共46页。电源(dinyun)布局菊花链和星形走线第12页/共45页第十二页，共46页。电源
7、(dinyun)布局第13页/共45页第十三页，共46页。LDO器件(qjin)布局第14页/共45页第十四页，共46页。LDO器件(qjin)布局第15页/共45页第十五页，共46页。LDO器件(qjin)布局第16页/共45页第十六页，共46页。DCDC器件(qjin)布局保持通路在Vin、Vout之间，Cin、Cout接地很短，以降低噪音和干扰；R和C的反馈成份必须(bx)保持靠近VFB反馈脚，以防噪音；大面积地直接联接2脚和Cin、Cout的负端第17页/共45页第十七页，共46页。DCDC器件(qjin)布局SW vs L1 距离(jl)4mm Cout vs L1 距离(jl)4m
8、mSW、Vin、Vout、GND 的线必须粗短第18页/共45页第十八页，共46页。高速(os)器件布局 DDR,SDRAM ,NAND FLASH 靠近CPU放置，相对集中在屏蔽壳内摆放，并注意CPU的Memory出线方向(fngxing)，减少线长和交叉线数量。 相邻层是完整地镜像 屏的插座应顺着CPU出线的方向(fngxing)，中间的RC滤波器件尽量放在CPU侧 高速器件(MCP , CPU ,屏的插座)远离天线及模块 如果高速器件离RF模块和天线较近(200mils以内)，请将信号的过孔(尤其是SDRAM的时钟SDCLK)远离RF模块和天线，远离1/2芯片长度,如果无法避免,在背面露
9、铜用于贴屏蔽贴.第19页/共45页第十九页，共46页。高速(os)器件布局低频的最小电阻路径和高频(o pn)的最小电感路径第20页/共45页第二十页，共46页。高速器件(qjin)布局左边的是电容在芯片Pin与Via之间,环路较小,右边(yu bian)的是Via在power Pin与电容之间,增大了环路大小,去藕效果较差,应避免第21页/共45页第二十一页，共46页。射频模块(mkui)布局RF模块和天线不要正对主屏蔽(pngb)壳的内凹角,和RF模块相邻的屏蔽(pngb)壳边需要加焊。第22页/共45页第二十二页，共46页。射频模块(mkui)布局RF模块和天线周边不要有金属器件 ,其它
10、(qt)金属器件影响天线的频率点,阻抗等参数第23页/共45页第二十三页，共46页。模块电源布局(bj)模块电源旁路电容(dinrng)布局第24页/共45页第二十四页，共46页。PCB布线(bxin)传输线 传输线要求走线线宽一致(yzh)，拐线时尤其要注意第25页/共45页第二十五页，共46页。PCB布线(bxin)传输线 传输线怕过孔引起的阻抗(zkng)突变，信号线CLK ,RGB RAM BUS 总 VIA不要超过4个第26页/共45页第二十六页，共46页。PCB布线(bxin)传输线 传输线即使(jsh)很短的桩线也会有反射第27页/共45页第二十七页，共46页。PCB布线(bxi
11、n)串扰平行(pngxng)走线的串扰电流走向反向电流的平行(pngxng)线串扰更大第28页/共45页第二十八页，共46页。PCB布线(bxin)串扰平行(pngxng)走线的串扰线间距和平行(pngxng)线长串扰强度和走线长度成正比，和间距成反比第29页/共45页第二十九页，共46页。PCB布线(bxin)串扰串扰强度和频率(pnl)正比第30页/共45页第三十页，共46页。PCB布线(bxin)串扰 减少串扰措施 加大线间距，减小线平行长度，必要时可以以jog方式走线； 加入端接匹配可以减小或消除(xioch)反射，从而减小串扰； 信号层限制在高于地线平面10mil以内； 在串扰较严重
12、的两条线之间插入一条地线，可以起到隔离的作 用，从而减小串扰。第31页/共45页第三十一页，共46页。PCB布线(bxin)串扰 减少串扰措施 信号线( CLK , audio ,video, RESET ,USB)用3W法则, 70%的电场不互相干扰 USB差分线对间距为air gap USB的线宽W,与其他的信号线的间距为2W音频等模拟信号一般使用5W法则，用铺铜屏蔽(pngb)隔离第32页/共45页第三十二页，共46页。PCB布线(bxin)串扰 减少串扰措施 避开噪声源电感、晶体肚子邻近表层(biocng)严禁走线打过孔。CPU肚子邻近表层(biocng)不要穿线。第33页/共45页第
13、三十三页，共46页。PCB布线(bxin)环流 信号线和信号回流构成电流环路，布线(b xin)要遵循环流最小原则第34页/共45页第三十四页，共46页。PCB布线(bxin)过孔 高速信号线换层时附近要有地孔提供回流环路(hun l) 整板要有地孔阵列保证整板阻抗小，回环小。第35页/共45页第三十五页，共46页。PCB布线(bxin)过孔 高速信号线换层时附近要有地孔提供回流(hu li)环路第36页/共45页第三十六页，共46页。PCB布线(bxin)地屏蔽 对噪声敏感的电路考虑用地屏蔽，在信号层的四周布宽度(kund)大于50mail地线,地孔间距小于300mail。第37页/共45页
14、第三十七页，共46页。PCB布线(bxin)地屏蔽 电源线不要(byo)走表层，利用表层作地屏蔽。PG728D01B VPack+走在表层,1.57542GHz附近噪声很大,导致GPS信号很差第38页/共45页第三十八页，共46页。PCB布线(bxin)地屏蔽 信号线不要走表层，利用表层作地屏蔽。无法避免时尽量放置屏蔽壳内malata 画的74306LCD的排线,在滤波之前就出现(chxin)在表层,导致辐射超标第39页/共45页第三十九页，共46页。PCB布线(bxin)地屏蔽 多层PCB中，电源平面尺寸比地平面尺寸内缩相互间距地20倍。通过20-H规则，单板边缘(binyun)辐射可减小8
15、0。将电源的外层用地包起来,并打上GND VIA以减少power辐射 第40页/共45页第四十页，共46页。PCB敷铜地分割(fng) 信号线跨越(kuyu)分割地，引起的空间辐射场强第41页/共45页第四十一页，共46页。PCB敷铜地分割(fng) 信号线跨越(kuyu)分割地，走线下要有地桥已减小回流第42页/共45页第四十二页，共46页。PCB敷铜地分割(fng) 信号线跨越分割(fng)地，走线下要有地桥已减小回流第43页/共45页第四十三页，共46页。PCB敷铜孤铜 孤铜超过150mils(尤其是表层)不能打GND VIA,将该区域删除,以免(ymin)形成悬空的天线。第44页/共45页第四十四页，共46页。感谢您的欣赏(xnshng)！第45页/共45页第四十五页，共46页。内容(nirng)总结PCB板层结构层电容(dinrng)。PCB板层结构层电容(dinrng)。交互电容(dinrng)增大，层间串扰增大。地层与信号层分别为14.4mils、7.2mils、3.6mils被干扰的近端和远端串扰波形。供各个功能模块使用的电源芯片需要就近放置在模块电源端，注意电源走线避开射频区域。SW、Vin、Vout、GND 的线必须粗短。平行走线的串扰电流走向。平行走线的串扰线间距和平行线长。加入端接匹配可以减小或消除反射，从而减小串扰第四十六页，共46页。
