一站式PCBA智造廠家今天為大家講講PCB設(shè)計為什么要采用多層PCB結(jié)構(gòu)進行?使用多層PCB板的主要原因。隨著芯片集成度的提高，芯片封裝的I/O引腳數(shù)目也在飛躍性地增加，特別是BGA封裝的出現(xiàn)，僅靠單面、雙面導(dǎo)體層布線已經(jīng)無法將BGA內(nèi)圈的引腳的走線引出。

更重要的是，隨著傳輸信號的高速化發(fā)展，高速信號的布線需要采用傳輸線技術(shù)。在高速PCB設(shè)計中需要考慮怎樣使走線的電氣互連的性能達到最好，且同時考慮控制PCB的制造成本。影響信號完整性的反射、串擾、傳輸延時、開關(guān)噪聲(SSN)等，是高速電路設(shè)計中要解決的主要問題。

傳輸線技術(shù)有幾種類別，最早的傳輸線是奧利弗·海維塞德(Oliver Heaviside)發(fā)明的同軸傳輸線，用于解決當時電報的遠距離傳輸問題，而PCB上的傳輸線的常見形式有微帶線(Microstrip)和帶狀線(Stripline)。

Microstrip 微帶傳輸線

Stripline 帶狀線傳輸線

帶狀線是一種橫向電磁(TEM) 傳輸線介質(zhì)，由Robert M. Barrett 在 1950 年代發(fā)明，而兩年之后，作為帶狀線的競爭者，微帶線由ITT實驗室開發(fā)出來。

微帶線位于PCB外層，其與外界環(huán)境接觸，所以微帶線的輻射能量更容易輻射到外界環(huán)境中，而且微帶線也容易受外界環(huán)境的影響，比如，阻焊層變化的εr對特性阻抗的影響，所以，關(guān)鍵的高速信號優(yōu)先采用內(nèi)層走線，也即帶狀線傳輸線。

多層板還專設(shè)有單獨完整的電源層和接地層，這不僅可以提高布線的自由度，而且對于防止信號干擾和電磁波輻射都是有利的，這進一步促進了PCB多層化的發(fā)展。

現(xiàn)在隨著IC制程工藝的提高，數(shù)字信號上升沿時間也在“被動地”變短，以前只需要考慮把線拉通的PCB，越來越多的需要在布線時考慮到傳輸線效應(yīng)，以便能更好的引導(dǎo)電磁波，避免出現(xiàn)信號完整性問題以及符合EMC性能，而單層板或者雙層板，對于現(xiàn)在的IC集成度以及布線密度，很難有空間構(gòu)造出良好的傳輸線結(jié)構(gòu)，這就需要采用四層板，甚至是六層板，把富含高次諧波的關(guān)鍵信號采用帶狀線進行傳輸。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，我們不得不考慮采用多層板來構(gòu)造傳輸線進行電磁波的引導(dǎo)。對于6層板，基本上都會有BGA或者QFN芯片，SMT時對PCB的表面平整度有要求，沉金板焊盤表面平整，利于焊接，與高密度高多層板是滿分適配。采用盤中孔工藝還可以節(jié)省扇出過孔所占用的表層布線空間，進一步提升了表層的布線密度，除此之外，采用盤中孔工藝使得電源/地的焊盤可以直接通過過孔與主電源/地平面連接，避免了扇出過孔的引線寄生電感的影響，對于電源完整性也有所幫助。

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審核編輯 黃宇