在設(shè)計(jì)PCB(印刷電路板)時(shí)，最基本的問題之一是需要多少布線層、接地平面和電源平面來實(shí)現(xiàn)電路要求的功能，而印刷電路板的布線層、接地平面和電源平面的層數(shù)以及電路功能、信號(hào)完整性的確定。EMI、EMC、制造成本等要求有關(guān)?？紤]到PCB的性能要求、成本目標(biāo)、制造技術(shù)以及系統(tǒng)復(fù)雜性等因素，大多數(shù)設(shè)計(jì)都有相互沖突的需求。因此，制定PCB的疊層設(shè)計(jì)通常需要綜合各種因素進(jìn)行決策。高速數(shù)字電路和射須電路通常采用多層板設(shè)計(jì)。

　　常用疊層顧名思義，就是大多數(shù)公司或者設(shè)計(jì)師常用的用于設(shè)計(jì)層疊的一種疊層方式。不管是4層、6層、8層還是10層，一般只需對(duì)電源平面層或PP做些微調(diào)，就可以作為PCB設(shè)計(jì)的通用疊層。

　　下面列出了層疊設(shè)計(jì)要注意的7個(gè)原則：

　　一、分層

　　在多層PCB中，通常包含有信號(hào)層（S）、電源（P）平面和接地（GND）平面。供電平面和接地平面通常是不分割的物理平面，它們可以為相鄰信號(hào)線路的電流提供良好的低阻抗電流返回路徑。大多數(shù)信號(hào)層位于這些電源或地面參考平面層之間，形成對(duì)稱帶狀線或非對(duì)稱帶狀線。為了減少線路產(chǎn)生的直接輻射，多層PCB的頂層和底層通常用于放置組件和少量布線。這些信號(hào)布線不能太長。

　　二、確定單電源參考平面（電源平面）

　　使用去耦電容是解決電源完整性的一個(gè)重要措施。去耦電容只能放置在PCB的頂層和底層。去耦電容的走線、焊盤，以及過孔將嚴(yán)重影響去耦電容的效果，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮連接去耦電容的走線應(yīng)盡量短而寬，連接到過孔的導(dǎo)線也應(yīng)盡量短。例如，在高速數(shù)字電路中，去耦電容可以放置在PCB的頂層，第二層可以分配給高速數(shù)字電路（如處理器）作為電源層，第三層可以作為信號(hào)層，第四層可以設(shè)置為高速數(shù)字電路。此外，應(yīng)盡可能確保由同一高速數(shù)字設(shè)備驅(qū)動(dòng)的信號(hào)布線以相同的電源層為參考平面，該電源層為高速數(shù)字設(shè)備的電源層。

　　三、確認(rèn)多個(gè)電源參考平面的平面位置

　　多功率參考平面將被劃分為幾個(gè)不同電壓的物理區(qū)域。如果信號(hào)層靠近多電源層，附近信號(hào)層上的信號(hào)電流將遇到不理想的返回路徑，導(dǎo)致返回路徑上的間隙。對(duì)高速數(shù)字信號(hào)而言，這種不合理的返回路徑設(shè)計(jì)可能會(huì)帶來嚴(yán)重的問題，因此高速數(shù)字信號(hào)布線應(yīng)遠(yuǎn)離多電源參考平面。

　　四、確認(rèn)多個(gè)接地參考平面（接地面）

　　采用多個(gè)接地參考平面（接地層）可提供優(yōu)質(zhì)的低阻抗電流回流路徑，從而減少共模電磁輻射。接地平面和電源平面應(yīng)該緊密耦合，信號(hào)層也應(yīng)該和鄰近的參考平面緊密耦合。減少層與層之間的介質(zhì)厚度可以達(dá)到這個(gè)目的。

　　五、設(shè)定布線方向

　　在同一信號(hào)層上，應(yīng)確保大部分接線方向相同，并與相鄰信號(hào)層的接線方向正交。例如，可以將一個(gè)信號(hào)層的布線方向設(shè)為"Y軸”走向，而將另一個(gè)相鄰的信號(hào)層布線方向設(shè)為“X軸”走向。

　　六、采用偶數(shù)層結(jié)構(gòu)

　　從所設(shè)計(jì)的PCB疊層可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)典的疊層設(shè)計(jì)幾乎全部是偶數(shù)層的，而不是奇數(shù)層的，這種現(xiàn)急是由多種因素造成的，從印刷電路板的制造工藝可以看出，電路板中的所有導(dǎo)電層都救在芯層上，芯層的材料一般為雙面覆蓋板。當(dāng)芯層得到充分利用時(shí)，印刷電路板的導(dǎo)電層數(shù)是偶數(shù)。

　　七、成本考慮

　　在制造成本上，在具有相同的PCB面積的情況下，多層電路板的成本肯定比單層和雙層電路板高，而且層數(shù)越多，成本越高。但在考慮實(shí)現(xiàn)電路功能和電路板小型化，保證信號(hào)完整性、EMl、EMC等性能指標(biāo)等因素時(shí)，應(yīng)盡量使用多層電路板。綜合評(píng)價(jià)，多層電路板與單雙層電路板兩者的成本差異并不會(huì)比預(yù)期的高很多。

　　綜上所述，PCB四層板的疊層結(jié)構(gòu)中，每一層都有著特定的功能和作用。通過層與層的交錯(cuò)疊加，可以優(yōu)化電路板的性能和信號(hào)傳遞的質(zhì)量，其中GND層的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，不能忽視。在電路板的設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景選擇適當(dāng)?shù)寞B層結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到更優(yōu)的電路板設(shè)計(jì)效果。