為了減少在高速信號(hào)傳輸過(guò)程中的反射現(xiàn)象，必須在信號(hào)源、接收端以及傳輸線上保持阻抗的匹配。單端信號(hào)線的具體阻抗取決于它的線寬尺寸以及與參考平面之間的相對(duì)位置。特定阻抗要求的差分對(duì)間的線寬/線距則取決于選擇的PCB疊層結(jié)構(gòu)。由于最小線寬和最小線距是取決于PCB類(lèi)型以及成本要求，受此限制，選擇的PCB疊層結(jié)構(gòu)必須能實(shí)現(xiàn)板上的所有阻抗需求，包括內(nèi)層和外層、單端和差分線等。

一、PCB疊層設(shè)計(jì)

層的定義設(shè)計(jì)原則：

1）主芯片相臨層為地平面，提供器件面布線參考平面；

2）所有信號(hào)層盡可能與地平面相鄰；

3）盡量避免兩信號(hào)層直接相鄰；

4）主電源盡可能與其對(duì)應(yīng)地相鄰；

5）原則上應(yīng)該采用對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)稱(chēng)的含義包括：介質(zhì)層厚度及種類(lèi)、銅箔厚度、圖形分布類(lèi)型（大銅箔層、線路層）的對(duì)稱(chēng)。

PCB的層定義推薦方案：具體的PCB層設(shè)置時(shí)，要對(duì)以上原則進(jìn)行靈活掌握，根據(jù)實(shí)際的需求，確定層的排布，切忌生搬硬套。以下給出常見(jiàn)的層排布推薦方案，供參考。在層設(shè)置時(shí)，若有相鄰布線層，可通過(guò)增大相鄰布線層的間距，來(lái)降低層間串?dāng)_。對(duì)于跨分割的情況，確保關(guān)鍵信號(hào)必須有相對(duì)完整的參考地平面或提供必要的橋接措施。

例如：RK3588目前使用10層1階， 10層2階， 8層通孔等PCB疊層，以下疊層結(jié)構(gòu)做為范例，可以給客戶(hù)在疊層結(jié)構(gòu)的選擇和評(píng)估上提供幫助。如果選擇其他類(lèi)型的疊層結(jié)構(gòu)，請(qǐng)根據(jù)PCB廠商給出的規(guī)格，重新計(jì)算阻抗。

二、8層通孔板1.6mm厚度疊層設(shè)計(jì)

在8層通孔板疊層設(shè)計(jì)中，頂層信號(hào)L1的參考平面為L(zhǎng)2，底層信號(hào)L8的參考平面為L(zhǎng)7。建議層疊為T(mén)OP-Gnd-Signal-Power-Gnd-Signal-Gnd-Bottom，基銅厚度建議全部采用 1oZ，厚度為1.6mm，詳細(xì)的疊層設(shè)計(jì)如表1-1所示。

表1-1 8層通孔板1.6mm厚度疊層設(shè)計(jì)

三、8層通孔板1.6mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

①外層單端40歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬為5.8mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層40歐姆單端走線為5.8mil。如圖1-1所示。

圖1-1 外層單端40歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

②外層單端50歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬為3.8mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層50歐姆單端走線為3.8mil。如圖1-2所示。

圖1-2 外層單端50歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

③外層差分80歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為4.3/3.7mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層80歐姆差分走線為4.3/3.7mil。如圖1-3所示。

圖1-3 外層差分80歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

④外層差分85歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.9/4.1mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層85歐姆差分走線為3.9/4.1mil。如圖1-4所示。

圖1-4 外層差分85歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

⑤外層差分90歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.6/4.4mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層90歐姆差分走線為3.6/4.4mil。如圖1-5所示。

圖1-5 外層差分90歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

⑥外層差分100歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.3/7.7mil，L1與L8層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L1層與L8層100歐姆差分走線為3.3/7.7mil。如圖1-6所示。

圖1-6 外層差分100歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

⑦內(nèi)層單端40歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬為6.8mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層40歐姆單端走線為6.8mil。如圖1-7所示。

圖1-7 內(nèi)層單端40歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

⑧內(nèi)層單端50歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬為4.2mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層50歐姆單端走線為4.2mil。如圖1-8所示。

圖1-8 內(nèi)層單端50歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

⑨內(nèi)層差分80歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為4.0/4.0mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層80歐姆差分走線為4.0/4.0mil。如圖1-9所示。

圖1-9 內(nèi)層差分80歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

⑩內(nèi)層差分85歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.6/4.4mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層85歐姆差分走線為3.6/4.4mil。如圖1-10所示。

圖1-10 內(nèi)層差分85歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

?內(nèi)層差分90歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.3/4.7mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層90歐姆差分走線為3.3/4.7mil。如圖1-11所示。

圖1-11 內(nèi)層差分90歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

?內(nèi)層差分100歐姆阻抗設(shè)計(jì)：使用華秋DFM工具，選擇外層單端阻抗模型，輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)線寬/間距為3.3/7.7mil，L3與L6層是對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，故L3層與L6層100歐姆差分走線為3.3/7.7mil。如圖1-12所示。

圖1-12 內(nèi)層差分100歐姆走線阻抗設(shè)計(jì)

總體阻抗走線線寬如下表1-2所示：

表1-2 8層1.6mm總體阻抗走線線寬

四、8層通孔板1.2mm厚度疊層設(shè)計(jì)

在8層通孔板疊層設(shè)計(jì)中，頂層信號(hào)L1的參考平面為L(zhǎng)2，底層信號(hào)L8的參考平面為L(zhǎng)7。建議層疊為T(mén)OP-Gnd-Signal-Power-Gnd-Signal-Gnd-Bottom，基銅厚度建議全部采用 1oZ，厚度為1.2mm，詳細(xì)的疊層設(shè)計(jì)如表1-3所示。

表1-3 8層通孔板1.2mm厚度疊層設(shè)計(jì)

五、8層通孔板1.2mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

按照?qǐng)D1-3所示疊層設(shè)計(jì)參數(shù)，使用華秋DFM軟件進(jìn)行阻抗計(jì)算，計(jì)算方法與上述8層1.6MM通孔一致，不一一截圖，計(jì)算出的阻抗線寬線距如表1-4所示。

表1-4 8層通孔板1.2mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

六、8層通孔板1.0mm厚度疊層設(shè)計(jì)

在8層通孔板疊層設(shè)計(jì)中，頂層信號(hào)L1的參考平面為L(zhǎng)2，底層信號(hào)L8的參考平面為L(zhǎng)7。建議層疊為T(mén)OP-Gnd-Signal-Power-Gnd-Signal-Gnd-Bottom，基銅厚度建議全部采用 1oZ，厚度為1.0mm，詳細(xì)的疊層設(shè)計(jì)如圖表1-5所示。

表1-5 8層通孔板1.0mm厚度疊層設(shè)計(jì)

七、8層通孔板1.0mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

按照表1-5所示疊層設(shè)計(jì)參數(shù)，使用華秋DFM軟件進(jìn)行阻抗計(jì)算，計(jì)算方法與上述8層1.6MM通孔一致，不一一截圖，計(jì)算出的阻抗線寬線距如表1-6所示。

表1-6 8層通孔板1.0mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

八、10層1階HDI板1.6mm厚度疊層設(shè)計(jì)

在10層1階板疊層設(shè)計(jì)中，頂層信號(hào)L1的參考平面為L(zhǎng)2，底層信號(hào)L10的參考平面為L(zhǎng)9。建議層疊為

TOP-Signal/Gnd-Gnd/Power-Signal-Gnd/Power-Gnd/Power-Gnd/Power-Signal-Gnd-Bottom，其中L1，L2，L9，L10，建議采用1oZ，其它內(nèi)層采用HoZ。如圖1-13所示為1.6mm板厚的參考疊層。

圖1-13 10層1階HDI板疊層設(shè)計(jì)

九、10層1階HDI板1.6mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

按照?qǐng)D1-13所示疊層設(shè)計(jì)參數(shù)，使用華秋dfm軟件進(jìn)行阻抗計(jì)算，計(jì)算方法與上述8層通孔一致，不一一截圖，計(jì)算出的單端阻抗線寬線距如圖1-14所示，差分阻抗線寬線距如圖1-15所示。

圖1-15 10層1階HDI板單端阻抗設(shè)計(jì)圖

圖1-16 10層1階HDI板差分阻抗設(shè)計(jì)圖

十、10層2階HDI板1.6mm厚度疊層設(shè)計(jì)

在10層2階板疊層設(shè)計(jì)中，頂層信號(hào)L1的參考平面為L(zhǎng)2，底層信號(hào)L10的參考平面為L(zhǎng)9。建議層疊為T(mén)OP-Gnd-Signal-Gnd-Power-Signal/Pow -Gnd-Signal-Gnd-Bottom，其中L1，L2，L3，L8，L9，L10，建議采用1oZ，其它內(nèi)層采用HoZ。圖1-17為1.6mm板厚的參考疊層。

圖1-17 10層2階HDI板疊層設(shè)計(jì)

十一、10層2階HDI板1.6mm厚度阻抗設(shè)計(jì)

按照?qǐng)D1-17所示疊層設(shè)計(jì)參數(shù)，使用華秋dfm軟件進(jìn)行阻抗計(jì)算，計(jì)算方法與上述8層通孔一致，不一一截圖，計(jì)算出的單端阻抗線寬線距如圖2-18所示，差分阻抗線寬線距如圖1-19所示。

圖1-18 10層2階HDI板單端阻抗設(shè)計(jì)圖

圖1-19 10層2階HDI板差分阻抗設(shè)計(jì)圖

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