来源：《电子技术应用》

多层布线的发展及其在电源电路

电磁兼容设计中的应用 摘要：常用的单面、双面布线印制板已经越来越不能满足现场电子产品小型化、高密度、高品质的发展需要，多层布线的应用正变得越来越广泛。在电源电路设计中，电源的电磁干扰水平受布线的影响很大。通过实践，分析了多层布线的发展及其在电源电路电磁兼容设计中的应用。结合protel公司的protel99se软件，给出了一种在电源电路印制板设计中减少电磁干扰的设计方法。 关键词：多层布线 电源电路 电磁干扰（emi） protel99se 电磁兼容（emc） 随着现代电子设备工艺结构的发展，印制电路板已取代了以往的许多复杂配线，为设备的制造和维修提供了极大的方便。另一方面，集成电路的迅猛发展更加促进了印制电路技术的飞速发展。目前，电子设备中常用的印制电路板有以下几种：一种为单面布线印制制板，它是一个表面有铜箔且厚度为0.2―5.0mm的缘缘基板上形成印制电路，适用于一般要求的电子设备，如收音机等。另一种为双面布线印制板，是在两个表面有铜箔且厚度为0.2～5.0mm的绝缘基板上形成印制电路，提高了布线密度，减小了设备体积，适用于电子仪器、仪表等。还有一种就是极富生命力的多层布线印制电路板，它是通过几层较薄的单面或双面板粘合，在绝缘基板上形成三层以上的印刷电路而制成。它与集成电路配合使用，可以减小电子产品的体积与重量；通过增设屏蔽层，可以提高电路的电气性能。如今，大规模和超大规模集成电路已在电子设备中得到广泛应用，而且元器件在印刷电路板上的安装密度越来越高，信号的传输速度更是越来越快，由此而引发的emc问题也变得越来越突由。单面、双面布线已满足不了高性能电路要求，而多层布线电路的发展为解决以上问题提供了一种可能，并且其应用正变得越来越广泛。 电源有如人体的心脏，是所有电设备的动力。电源电路的选择和设计直接关系到设备的emi/emc规范，甚至关系到设备的基本性能。本文通过分析多层布线的特点及其发展，探讨了电源电路中emi产生的原因，给出了多层布线的一些布线规则及抑制emi的措施，最后介绍protel99se软件及其应用。 1 多层布线的特点及发展 图1给出了多层电路板结构层面剖视图。多层板是通过电镀通孔把重叠在一起的n层印制电路板连接成一个整体。 1.1 多层布线特点 多层布线之所以逐渐得到广泛的应用，究其原因，不乏有以下几个特点： （1）多层板内部设有专用电源层、地线层，减小了供电线器的阻抗，从而减小了公共阻抗干扰。 印制电路板上单根铜箔导线的特性阻抗为： z=r+jwl （1） r为印制导线的直流电阻，可以通过下式求得： r=pl/bd （2） p――铜的体积电阻率（ω·cm） l――印制导线长度（cm） b――印制导线宽度（cm） d――印制导线厚度（cm） 在常温条件下，p=1.75(ω·cm)，常用导线的厚度为18μm、35μm、70μm。 l为印制导线的自感，可以通过下式求得： l=2l[ln（2l/b）+1/2] (mh) （3） 式中，l、b的定义同上。 由公式（2）、（3）可以看出，印制导线的长度、厚度一定时，增加导线的宽度可以减小导线的特性阻抗，从而相应地减小公共阻抗的干扰。 （2）多层板采用专门地线层，对信号线而言都有均匀接地面，信号线的特性阻抗稳定，易匹配，减少了反射引起的波形畸变。 在电路设计中发现，当印制电路板上装有多个集成电路，并且其中有些元件耗电很多时，地线上会出现较大电位差。原因集成电路的开关电