來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

多層布線的發(fā)展及其在電源電路

電磁兼容設(shè)計中的應(yīng)用 摘要：常用的單面、雙面布線印制板已經(jīng)越來越不能滿足現(xiàn)場電子產(chǎn)品小型化、高密度、高品質(zhì)的發(fā)展需要，多層布線的應(yīng)用正變得越來越廣泛。在電源電路設(shè)計中，電源的電磁干擾水平受布線的影響很大。通過實踐，分析了多層布線的發(fā)展及其在電源電路電磁兼容設(shè)計中的應(yīng)用。結(jié)合protel公司的protel99se軟件，給出了一種在電源電路印制板設(shè)計中減少電磁干擾的設(shè)計方法。 關(guān)鍵詞：多層布線 電源電路 電磁干擾（emi） protel99se 電磁兼容（emc） 隨著現(xiàn)代電子設(shè)備工藝結(jié)構(gòu)的發(fā)展，印制電路板已取代了以往的許多復雜配線，為設(shè)備的制造和維修提供了極大的方便。另一方面，集成電路的迅猛發(fā)展更加促進了印制電路技術(shù)的飛速發(fā)展。目前，電子設(shè)備中常用的印制電路板有以下幾種：一種為單面布線印制制板，它是一個表面有銅箔且厚度為0.2―5.0mm的緣緣基板上形成印制電路，適用于一般要求的電子設(shè)備，如收音機等。另一種為雙面布線印制板，是在兩個表面有銅箔且厚度為0.2～5.0mm的絕緣基板上形成印制電路，提高了布線密度，減小了設(shè)備體積，適用于電子儀器、儀表等。還有一種就是極富生命力的多層布線印制電路板，它是通過幾層較薄的單面或雙面板粘合，在絕緣基板上形成三層以上的印刷電路而制成。它與集成電路配合使用，可以減小電子產(chǎn)品的體積與重量；通過增設(shè)屏蔽層，可以提高電路的電氣性能。如今，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路已在電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，而且元器件在印刷電路板上的安裝密度越來越高，信號的傳輸速度更是越來越快，由此而引發(fā)的emc問題也變得越來越突由。單面、雙面布線已滿足不了高性能電路要求，而多層布線電路的發(fā)展為解決以上問題提供了一種可能，并且其應(yīng)用正變得越來越廣泛。 電源有如人體的心臟，是所有電設(shè)備的動力。電源電路的選擇和設(shè)計直接關(guān)系到設(shè)備的emi/emc規(guī)范，甚至關(guān)系到設(shè)備的基本性能。本文通過分析多層布線的特點及其發(fā)展，探討了電源電路中emi產(chǎn)生的原因，給出了多層布線的一些布線規(guī)則及抑制emi的措施，最后介紹protel99se軟件及其應(yīng)用。 1 多層布線的特點及發(fā)展 圖1給出了多層電路板結(jié)構(gòu)層面剖視圖。多層板是通過電鍍通孔把重疊在一起的n層印制電路板連接成一個整體。 1.1 多層布線特點 多層布線之所以逐漸得到廣泛的應(yīng)用，究其原因，不乏有以下幾個特點： （1）多層板內(nèi)部設(shè)有專用電源層、地線層，減小了供電線器的阻抗，從而減小了公共阻抗干擾。 印制電路板上單根銅箔導線的特性阻抗為： z=r+jwl （1） r為印制導線的直流電阻，可以通過下式求得： r=pl/bd （2） p――銅的體積電阻率（ω·cm） l――印制導線長度（cm） b――印制導線寬度（cm） d――印制導線厚度（cm） 在常溫條件下，p=1.75(ω·cm)，常用導線的厚度為18μm、35μm、70μm。 l為印制導線的自感，可以通過下式求得： l=2l[ln（2l/b）+1/2] (mh) （3） 式中，l、b的定義同上。 由公式（2）、（3）可以看出，印制導線的長度、厚度一定時，增加導線的寬度可以減小導線的特性阻抗，從而相應(yīng)地減小公共阻抗的干擾。 （2）多層板采用專門地線層，對信號線而言都有均勻接地面，信號線的特性阻抗穩(wěn)定，易匹配，減少了反射引起的波形畸變。 在電路設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，當印制電路板上裝有多個集成電路，并且其中有些元件耗電很多時，地線上會出現(xiàn)較大電位差。原因集成電路的開關(guān)電