1. PCB組成

PCB包含兩個重要的組成部分：Core和PP（Prepreg，半固態(tài)片）。Core的兩個表面都鋪有銅箔，用作導(dǎo)電層，兩個表層之間填充以固態(tài)材料，其由增強材料玻璃纖維浸以固態(tài)樹脂組成。

PP的表面沒有銅箔，其由半固態(tài)樹脂和玻璃纖維組成，相比Core要軟一些，其構(gòu)成所謂的浸潤層，在PCB中主要起填充作用，用以粘合芯板Core。工廠生產(chǎn)時，浸潤層一般無法做到超出3個PP（厚度大概在20mil左右）。正由于PP的半固態(tài)特性，制作完成的各PCB中的PP厚度也會有所偏差，因此，阻抗控制的一致性也可能存在偏差。配合使用Core和PP以實現(xiàn)多層PCB的設(shè)計制作。

2.銅箔

銅箔厚度經(jīng)常以盎司（oz）為單位進行表示，oz本是質(zhì)量單位（黃金白銀大家都懂得），銅箔的1oz表示將1oz質(zhì)量（28.35g）的銅箔均勻地鋪在1平方英尺面積上，其厚度是1.37mil，約為1.4mil=35um。電路板常用的銅箔材料主要分為壓延銅箔和電解銅箔，壓延銅箔分子嚴密，表面更平滑（有利于高速信號的傳播），耐折性和柔性較好，不易斷，因此一般應(yīng)用于有彎折要求的產(chǎn)品上。

3. PCB材料

使用最多的PCB板材是FR4，其以玻璃纖維布作為增強材料，以環(huán)氧樹脂作為粘合劑。 上海蘇州昆山PCB電路板SMT貼片廠家昆山精鼎電子PCBA

另一種是家電等行業(yè)使用較多的復(fù)合基板CEM1，其以木漿纖維紙或棉漿纖維紙作為芯材增強材料，以玻璃纖維布作為表層增強材料，兩者都浸以阻燃環(huán)氧樹脂。該板材主要使用于單面板場合。其機械強度要低于FR4板材，但是價格相對便宜一些，也具有阻燃特性。

PCB材質(zhì)主要參數(shù)是相對介電常數(shù)和材質(zhì)損耗角，兩者組合在一起可以表示復(fù)介電常數(shù)，相對介電常數(shù)越大，信號在介質(zhì)中的傳播速度越慢；材質(zhì)損耗角越大，介質(zhì)損耗越大。因此在高速信號PCB設(shè)計中，會盡量選擇介電常數(shù)和材質(zhì)損耗角小的材質(zhì)，相應(yīng)地，成本也會變高。

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4. PCB層疊結(jié)構(gòu)和阻抗設(shè)計

常見的信號阻抗類型有單端50歐，差分100歐，單端射頻50歐等等，阻抗參數(shù)可以通過軟件Si9000進行計算得到，本文不詳述，后續(xù)單獨寫一篇常見阻抗計算的文章進行說明。需要特別提及的一點是單端射頻線的50歐阻抗控制，射頻線一般走在表層（目的在于直接出線、不打過孔以減小阻抗變化不連續(xù)的可能，且表層信號速度快），而且為了增強抗擾能力和減小損耗，相比普通信號，射頻線需要更粗的線寬，一般至少在15mil。在上篇文章中我們知道，控制特性阻抗不變的情況下，加大線寬的同時必須增加信號線到參考層的距離，所以表層的射頻線需要隔層參考第三層，在表層射頻走線下方的第二層做挖空處理。

工作中使用較多的PCB層疊是12層、8層和6層，也有遇到過20層以上的。一般情況下，在規(guī)模稍大的公司中，PCB Layout和原理圖設(shè)計是由不同的人完成的，但這不意味著硬件工程師就不需要懂PCB相關(guān)的知識了，恰恰相反，很多時候Layout工程師并不清楚板子上哪些信號最重要，哪些次之。因此，硬件工程師最好在原理圖上注明信號在Layout時的注意點，并和Layout工程師積極溝通，指出其中的問題點以協(xié)助其更改。這就要求硬件工程師也必須更加清楚PCB Layout相關(guān)的知識點，才能提出有效的指導(dǎo)意見。

實際工作中，多層板的層數(shù)一般都會由Layout工程師確定好，厚度一般都是1.6mm或2mm，沒有特殊要求的話，板材也是FR4居多。PCB的層疊設(shè)置有一些基本原則，對于提升信號完整性質(zhì)量來說大有好處，我們可以按照這些原則檢查Layout工程師給出的設(shè)計是否合理，并提出改進意見。

（1）電源平面與地平面盡可能靠近，最好是相鄰，因為兩個完整平面可以構(gòu)成平面大電容，相當于增加了去耦電容，降低了電源對地阻抗，有利于電源完整性PI（PDN）。在實際PCB設(shè)計中，很難將所有的電源平面和地平面相鄰，但是一般可以在最中心的兩個相鄰疊層設(shè)置為電源平面和地平面，比如8層板的4層和5層，12層板的6層和7層，這兩層緊密相鄰，具有良好的耦合效果。如果設(shè)計中有某個電源層的電源種類較多，電源層會被分割地較為零碎，可將該電源層設(shè)置為緊鄰地層，以獲得相對較好的電容耦合效果，如6層為GND，7層設(shè)置為電源種類較多的零碎電源層。8層板和12層板常見比較好的層疊分配結(jié)構(gòu)分別如圖1和圖2所示（Altium Designer中的層疊管理，使用allegro的話能夠根據(jù)層疊設(shè)置直觀地給出阻抗），圖中層疊的厚度尚未根據(jù)阻抗控制進行優(yōu)化。

圖1 8層板常用層疊分配圖2 12層板常用層疊分配

（2）所有信號層（尤其是關(guān)鍵信號）都盡可能與完整的平面（電源和地平面均可）相鄰，以保證完整可靠的回流平面和阻抗連續(xù)。高速信號尤其注意避免跨分割的情況。信號回流時會自動選擇與驅(qū)動路徑阻抗最小的路徑作為返回路徑（形成傳輸線結(jié)構(gòu)）。

（3）信號換層時，最好不改變參考層；次之是如果參考層改變了，最好不改變參考層的網(wǎng)絡(luò)屬性，而且在信號換層時，在信號過孔附近添加和參考層網(wǎng)絡(luò)屬性相同的過孔，前面MIPI文章中關(guān)于PCB過孔曾有提及到；如果信號換層，參考層的網(wǎng)絡(luò)屬性也發(fā)生了變化，最好能使兩個參考層越近越好。這些措施都是為了保證返回路徑的阻抗盡可能保持連續(xù)，層間阻抗盡可能低，從而減小信號壓降和信號畸變。

（4）盡量避免兩個信號層（包括兩個電源層）之間相鄰，以減小串擾。實在難以避免的情況，相鄰信號層則應(yīng)該正交走線，一層橫向走線，一層縱向走線。