PCB线路板叠层设计是电子设备中至关重要的一步，它直接影响到电路的性能、稳定性以及电磁兼容性(EMC)。以下将详细介绍PCB线路板叠层设计中需要注意的关键点。
遵循两个基本规则：一是每个信号层必须有一个邻近的参考层，通常是电源层或地层，以确保信号的返回路径尽可能短，减少电磁辐射和提高信号质量。二是邻近的电源层和地层应保持最小间距，以增大耦合电容，有利于电源稳定性和滤波效果。
1. 单面和双面PCB板的叠层设计：
- 单层板主要通过优化布线和布局来减少EMI，关键信号的回路面积应尽量减小。
- 双层板中，电源通常采用辐射状走线，同时尽量缩短电源线的总长度。地线与关键信号线并行布置，形成紧密耦合，降低差模辐射并增强抗干扰能力。如果可能，可在板的另一面添加地线，使其紧贴信号线，进一步减小回路面积。
2. 四层板的叠层设计：
- 常见的四层板叠层有两种方案：SIG-GND(PWR)-PWR(GND)-SIG和GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND。
- 第一种方案适合芯片数量多的情况，提供良好的信号完整性，但EMI控制相对较弱，需通过其他设计细节进行弥补。
- 第二种方案适用于芯片密度较低的场景，具有更好的EMI性能，电源和信号层垂直布置，避免串扰，同时注意20H规则，即信号层与相邻参考层之间的距离不超过20倍的层厚度。
3. 六层板的叠层设计：
- 六层板常用于高密度、高速时钟频率的设计。推荐的叠层方案包括SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG和GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND。
- 第一种方案提供了优秀的信号完整性，每层信号层都有邻近的地层，而电源层和地层成对出现，有助于控制阻抗和减少噪声。
- 第二种方案适用于器件密度不高的设计，顶层和底层完整的地平面起到良好的屏蔽作用，因此其EMI性能优于第一种方案。
在实际设计中，需要综合考虑成本、性能和电磁兼容性需求来选择合适的叠层方案。对于大多数应用，第一种四层板或六层板的叠层方案可能是最经济且有效的选择，但在对EMI性能有严格要求的情况下，可能需要投入更多成本来实现更优的叠层设计。在设计过程中，还应注重电源完整性、信号完整性和热管理，以确保整个系统的稳定运行。
