PCB设计参考丨2-10层板常用层叠结构

层叠设计是PCB成功的基石。在规划时，应首先根据电路复杂度、信号速率和成本预算确定层数，然后严格应用上述原则，并与PCB板厂密切沟通（特别是介质厚度和阻抗控制），才能设计出高性能、高可靠性的产品。

一个优秀的层叠设计不仅遵循基本规则，更是在信号完整性、电源完整性、EMC性能、制造成本与工艺之间寻求最佳平衡。

核心原则深化与优化

元件面下的地平面（屏蔽与参考面）

此层地平面不仅提供屏蔽和参考面，更是控制特性阻抗和信号回流路径的关键。所有顶层的高速信号线都会参考这个地平面来形成完整的传输线结构。

保持地平面完整： 尽量避免在此地平面层走线。若必须走线，只能是极短的非关键信号线，且不能切割关键信号的回流路径。

充分打地过孔： 在元器件（尤其是BGA、连接器）周围密集放置地过孔（Via），为信号提供最短的回流路径，抑制“地弹”噪声和EMI。

所有信号层与地平面相邻

这是为了确保所有信号都有一个完整的、低阻抗的参考平面。信号的电流经由信号线传播，其返回电流会在其正下方的参考平面上以镜像形式回流。没有相邻的参考平面，回流路径不明确，将导致阻抗失控、环路面积增大，从而引发严重的SI和EMI问题。

优先采用“微带线”和“带状线”结构：

微带线： 外层信号，参考相邻的内层地平面。损耗稍大，但布线方便。

带状线： 内层信号，夹在两个地平面之间。屏蔽性好，阻抗更稳定，EMI性能更优，是高速信号的理想选择。

严格避免信号层参考较远的平面。

避免两信号层直接相邻：两个信号层直接相邻，其间的介质很薄，会导致两层信号线之间产生严重的串扰。即使布线方向垂直，高频耦合仍不可忽视。

采用“地-信号-地-信号”的交替排列： 这是最理想的结构。每个信号层都被地平面“包裹”，既能提供参考，又能屏蔽相邻信号层的干扰。

如果必须相邻，加大层间距： 在成本和层数限制下，若两信号层不得不相邻（如S1和S2），应要求PCB板厂将这两层之间的介质层加厚（例如，从4mil增加到10mil），可以显著减小串扰。

电源与地平面相邻

尽量使用薄介质： 缩小电源和地平面之间的介质厚度（如4mil或更小），可以增大这个平板电容的容值，提升高频去耦效果。

核心电压优先： 将最敏感、电流变化最剧烈的高速核心电源（如CPU Core、DDR VDDQ）与其地平面紧耦合。

电源平面和地平面相邻可以形成一个天然的平板去耦电容。这个分布式电容具有极低的ESL（等效串联电感），能为高速芯片提供高频能量补偿，是物理去耦电容的有效补充。

层压结构对称

对称的目的主要是为了防止PCB在制造过程中（特别是多层压合）和回流焊时因热应力不均而发生翘曲。板子翘曲会导致焊接不良、装配困难甚至线路断裂。

材料对称： 对称位置的介质层应使用相同类型的半固化片和芯板。

厚度对称： 以板中心为镜面，对称位置的介质层厚度应一致。

铜箔重量对称： 对称位置的铜层厚度应尽可能匹配（如L1和Ltop都是1oz，L2和L3都是0.5oz）。

常规层叠设置实例（以8层板为例）

一个优秀且对称的8层板叠层结构：

层序	类型	说明	优化点
L1	元件/信号	顶层元器件和布线	参考L2地平面
L2	地平面	完整的地平面	为L1和L3提供参考，屏蔽L1和L3
L3	信号	高速信号布线	优先布最关键的信号，参考L2和L4
L4	地平面	完整的地平面	为L3和L5提供参考
L5	电源平面	主电源层（如Core）	与L4相邻，形成平板电容
L6	信号	一般信号布线	参考L5和L7
L7	地平面	完整的地平面	为L6和L8提供参考
L8	信号/元件	底层元器件和布线	参考L7地平面

对称性分析：

(L1, L8) 同为外层信号层。

(L2, L7) 同为完整地平面。

(L3, L6) 同为内层信号层。

L4（地）和L5（电）关于中心对称，虽然类型不同，但铜厚相同，介质对称，符合对称要求。

这个叠层完美遵循了所有优化原则，是高速设计的理想模板。