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16层高多层PCB设计中EMC优化技巧

发布时间:2026-01-08 点击数:0

电磁兼容性(EMC)是衡量 16 层高多层 PCB 性能的关键指标之一。对于集成了大量高速芯片和复杂电源模块的 16 层板来说,电磁干扰(EMI)不仅会影响自身的信号传输质量,还可能干扰周边设备的正常工作。因此,在设计阶段做好 EMC 优化,远比后期整改更高效、更经济。

技巧一:合理规划接地系统,构建低阻抗接地路径接地是 EMC 优化的基础,16 层高多层板的接地设计要遵循 “单点接地” 与 “多点接地” 相结合的原则。对于低频信号(频率低于 1MHz),采用单点接地,避免形成接地环路;对于高频信号(频率高于 10MHz),采用多点接地,缩短接地路径,降低接地阻抗。

在层叠结构中,应设置足够数量的接地层,并且接地层要保持完整,尽量避免大面积开槽。完整的接地层如同一个 “电磁屏蔽罩”,既能吸收高速信号产生的电磁辐射,又能为信号提供稳定的参考平面。此外,要在 PCB 的边缘布置接地过孔阵列,增强接地层之间的连接,降低层间接地阻抗。


技巧二:优化高速信号走线,降低电磁辐射高速信号走线是 16 层高多层板的主要 EMI 来源之一。走线越长、速率越高,电磁辐射越强。因此,在设计时要尽量缩短高速信号的走线长度,避免不必要的绕线。同时,控制走线的曲率半径,避免出现直角走线 —— 直角走线会导致阻抗突变,产生反射和辐射,建议采用 45° 角走线或圆弧走线。

差分走线是抑制 EMI 的有效手段。差分信号在传输过程中产生的电磁辐射会相互抵消,因此对于 PCIe、USB3.0 等高速接口,优先采用差分走线。设计时要确保差分对的两根走线长度一致、间距均匀,并且尽量靠近参考平面,避免跨层走线;若必须跨层,需在过孔附近添加接地过孔,减少信号辐射。


技巧三:电源噪声抑制,减少传导干扰电源噪声是 16 层高多层板传导干扰的主要来源。由于 16 层板需要为多个芯片供电,电源层的电流波动较大,容易产生噪声,并通过电源线传导到其他模块。

抑制电源噪声的核心是 “去耦电容的合理布局”。去耦电容分为高频电容和低频电容,高频电容(如 0402 封装的陶瓷电容)负责滤除高频噪声,应靠近芯片电源引脚摆放;低频电容(如钽电容)负责滤除低频噪声,可布置在电源入口处。此外,在电源层与接地层之间布置足够数量的滤波电容,形成 “电源滤波阵列”,进一步降低电源噪声。

同时,采用 “电源层分割” 技术,将不同电压的电源层分开布局,避免不同电压域之间的噪声耦合。分割时要注意保持分割线的整齐,避免在高速信号走线下方进行电源层分割,防止信号参考平面不连续。


技巧四:做好屏蔽设计,阻断电磁干扰传播路径对于对 EMC 要求极高的 16 层高多层板,仅靠内部设计优化还不够,还需要做好外部屏蔽。屏蔽的方式主要有两种:一是在 PCB 内部设置屏蔽层,将敏感信号层或噪声源层用接地层包裹起来,阻断电磁辐射的传播;二是在 PCB 外部安装金属屏蔽罩,屏蔽罩要与 PCB 的接地层良好连接,形成完整的屏蔽体。

16 层高多层 PCB 的 EMC 优化是一个综合性的工作,需要从接地、信号、电源、屏蔽等多个维度入手。只有在设计阶段全面考虑,才能打造出符合 EMC 标准的优质产品。

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