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四层板的走线原则有哪些要注意的?

2025
06/17
本篇文章来自
捷多邦

在现代电子设计中,四层板已成为高速、高密度电路的常用结构。相较于双层板,四层板的走线不仅涉及更复杂的层间关系,还关系到信号完整性、电源完整性和EMC性能。本文面向电子工程师,系统梳理四层板设计中常见的走线原则及需规避的问题,助力工程实践中高效、高质量完成多层PCB布线。

 

一、走线层与参考层的合理配对

四层板常见的叠层结构为:

Top Layer ——信号层  

Inner Layer 1 —— 地层(GND)  

Inner Layer 2 —— 电源层(VCC)  

Bottom Layer —— 信号层

关键原则:信号层走线应尽量靠近连续的参考平面(如地层),以保持阻抗稳定并减少EMI问题。TopBottom层建议以GND为参考,避免以电源层为回流路径。

 

二、高速信号走线:控制阻抗与回流路径闭合

阻抗控制:在高速数字电路中(如USBLVDSDDR等),需确保单端或差分走线的特性阻抗稳定(常见目标值为50Ω单端,100Ω差分)。

靠近地层走线:高速信号应在TopBottom层走线,紧邻地层,便于形成最小环路面积,减少反射与辐射。

尽量走直线,减少拐角:90°拐角会增加阻抗不连续和辐射问题,建议改为两个45°或圆弧过渡。

 

三、差分信号布线要点

等长等间距:保持差分对之间走线长度和间距一致,防止时序偏移与模态噪声。

紧耦合设计:差分线越靠近,其抗干扰能力越强,且需避免中途插入过孔或走线分离。

 

四、电源与地设计配合走线

分区供电要合理:电源层尽量整洁、区域划分清晰,避免“打断”地层的完整性。

去耦电容近芯片摆放:高速芯片引脚附近布置去耦电容,有助于高频电流闭环,减少电源噪声。

信号跨分区要走桥接地:若信号从一片参考地跨至另一片,应在中间铺“跨地铜”或加接地过孔。

 

五、过孔与层间走线策略

减少层跳次数:每次信号跨层(例如Top Bottom)都需经由过孔,增加信号路径不连续,尽量减少过孔使用。

同层优先,必要时过孔:尽量在同一信号层完成布线,跨层则应确保新层仍有稳定参考平面。

六、EMC设计与信号完整性兼顾

信号走内层不优先:虽然四层板有内层,但不建议随意在电源或地层走信号线,以免破坏电源完整性。

回流路径清晰可控:无论单端还是差分信号,都必须确保地回流路径连续、低阻抗。

 

七、走线宽度与铜厚合理匹配

电源线、地线适当加宽:保证电流能力、降低压降和噪声。

信号线计算宽度:使用阻抗计算工具(如Saturn PCB Toolkit)根据层间距与铜厚精确设定走线宽度。

 

四层板布线并非层数多就能随意布线,只有基于电磁兼容性与信号完整性原则合理规划,才能真正发挥其结构优势。

 


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