PCB板材的相关知识

针对于这个问题首先要了解PCB板材的相关知识，因为选用何种PP和Core都是针对于特定厂家特定型号的FR4来说的。

比如联茂的IT180A

比如松下的M6

再比如生益的S0401

...

所以，不同厂家不同型号的FR4，它的pp和core的参数都是不一样的。同样的板厚和阻抗要求，用不同的板材，所叠出来的层叠结构是不一样的。

对于常规的阻抗信号来说，常规的FR4板材都能满足信号的基本要求，只要板厂最终给出来的层叠结构满足阻抗和板厚的要求即可。所以我们通常发给板厂做板，只需要告知他们哪些信号需要做阻抗，至于用什么板材我们从来都不关心。所以很多设计师关于板材和层叠结构方面的知识都是比较薄弱。

现在有很多工程师习惯依赖板厂去做阻抗，这样做可能在某些设计场合没有太大的问题，但是这样做的缺点是放弃了层叠设计。因为板厂只是板厂，他们只会帮着控制阻抗，但是层叠是设计工程师自己的事情，需要重视。有的工程师会反对说，我的设计文件本来就有层叠信息哈，板厂不可能把我的层叠顺序搞反的。如下图，这是一个12层板的层叠，确实板厂会按照这个顺序来进行层叠，不会搞错。但是图中所示的层叠方案，其实有很多需要注意的细节，比如：ART03和ART04需要拉大距离，ART09和ART010也需要拉大距离，中间连续4个平面层，也要拉大两个Power层之间的距离，减小Ground到Power的距离，等等。

这些细节板厂不可能完全控制好，因为他们自己也不懂，他们更多的只会去控制你的阻抗而忽略你的层叠。所以，层叠设计是PCB工程师自己的事情，需要重视！能自己做层叠的PCB工程师才是一名合格的PCB工程师。

层叠知识所涉及的东西比较多，它是你PCB设计的整体架构，这个架构要满足信号完整性，电源完整性，DFM..设计相关的所有因素。这是一个比较系统的知识。

1.PCB层叠方案需要考虑的因素

（1）布线通道：根据整板的布线密度，关键器件的布线通道，主要信号频率，速率、特殊布线要求的信号种类、数量、确定需要的布线层数；

（2）电源、地层的选择；根据电源、地的种类、分布，确认电源地的层数；

（3）板厚限制；

（4）层叠方案利于加工生成（对称设计）；

（5）电源地层数，加上布线层数，构成PCB总的层数；

在考虑PCB层数的时候，需要综合PCB的性能指标要求与成本承受能力：

①在消费类产品方面，由于批量生产数量巨大，研发阶段即使适当冒些技术风险也要用尽量少的层数来完成PCB设计，降低批量生产的成本；

②而在服务器，核心网络设备方面，PCB的成本相对可以忽略不计，产品的性能指标需要优先考虑，在PCB层设计方面会适当的增加层数，以减少信号之间的串扰确保参考平面的完整以及电源、地平面相邻，降低平面阻抗。

2.层叠设置的常见问题

（1）参考平面的选择

由于PCB走线和参考平面的互感/耦合电容的存在，高速信号在传输的过程中，会在与之相邻的平面产生相反的电流，我们称为回流，对应的平面，电源平面/地平面均能作为高速信号的参考平面。

从实际门电路的工作原理来看，常规电平信号均是以从驱动端到负载端，再以地平面作为回流通道流回到驱动端，构成一个回路，所以常规习惯选择地平面作为回流通道。

虽然理论上与高速信号相邻的任意导体或是平面均能作为回流通道，单信号从驱动端流到负载端，再流回驱动端，地平面是最理想的参考平面。

实际PCB设计中，地信号在PCB板上的分布比单一电源网络分布明显广而多，地过孔在板内分布广，高速信号布线换层时往往附近有地空过相伴而无须额外增加回流地孔，回流通道会沿着就近的地过孔回到另外一个平面或回流通道上，加上各电源也是以地平面作为参考平面，以低平面作为主参考平面较易在PCB设计中实现。

（2）主电源平面和地平面相邻

从PI角度，主电源平面和地平面相邻，对应电源平面的阻抗低，且电源平面与低平面的距离越近，平面阻抗越小。

从物理学角度，单位面积的电源平面和地平面构成的溶质和两者的距离成反比，距离越小，容值越大，储能越多。

电源平面和地平面构成的平面电容对高速信号门电路快速翻转的能力供给提供了保障。

（3）电源供给通道

高速信号的门电路翻转时，由于速率高，翻转时间短，PCB板上的接口电源乃至去耦电容由于对应的频段较低，难于及时给予响应，此时门电路翻转的能量供给首先来自于就近的电源平面和地平面构成的平面电容。进而形成单板电源—储能电容—去耦电容—平面电容—门电路的能力供给通道，也就是就近的去耦电容给平面供电，储能电容给去耦电容供电，单板电源给各储能电容供电，构成门电路翻转时的电源供给通道。

上面的一大堆文字虽然看起来好像很有道理的样子，但是好像并没有什么卵用，纸上谈兵谁都会，关键是怎么把他变成实际的东西，我想知道的是怎么结合上面的理论知识和特定的板材型号来让自己叠出一个可以使用的层叠，就像下面。

可以，没问题，我们写这篇文章就是这个目的，前期基本的一些理论的牛B还是要稍微吹一下的，下面就可以进入到这个环节了。但是，由于篇幅关系，所以，预知后事如何，请听下会分解...咱们下期接着讲。