PCB布线层优选策略

一、优选布线层的重要性

针对时钟、高频、高速、小信号及弱信号，布线层的选择直接影响信号完整性、电磁兼容性（EMC）及系统可靠性；高速总线等关键信号需特别关注布线层优化。

二、 表层与内层布线特性对比
1、微带线（表层布线）

• 特性：与单一参考平面相邻，传输延时低（38.1 ps/inch），固有电容小；微带线可视，便于调试。
• 缺点：直接对外辐射，EMI辐射比带状线高约20dB。
  

2、带状线（内层布线）

• 特性：夹于两参考平面间，辐射被参考平面屏蔽，EMI以传导干扰为主。
• 缺点：带状线不可视，调试难度大，传输延时较高。
  

三、EMC设计核心原则
从EMC的角度，我们需要对以下两种布线加以关注：

• 强辐射信号线（高频、高速，尤以时钟线为甚），对外辐射；
• 小、弱信号以及对外界干扰非常敏感的复位等信号，易受干扰；
  

对于这两类线，我们必须给予充分的关注，在情况允许的前提下，建议考虑内层布线； 并扩大他们与其他布线的间距，甚至加屏蔽地线进行隔离；仅在非关键信号或成本受限时使用，建议通过埋盲孔保证参考平面完整性，或采用表层屏蔽/加装屏蔽罩。

四、布线层优先级通用原则
1、内层优先：优先选择内层（带状线），减少辐射。
2、无相邻布线层优先：选择无相邻布线层或相邻层无走线的层。
3、参考平面优先级：优选以地平面（GND）为参考的层，次选电源平面。
4、避免跨分割区：关键信号布线需确保参考平面连续。
示例：十层板层排布优先级（其中：S为信号层，G为地平面层，P为电源层）

在方案1里，由于S2、S3均在内层，且夹在两地平面之间，在布关键信号时，我们首先考虑S2、S3，并保证层间无平行长线（关键网络）；S4、S5与S2、S3基本相同，但夹在电源、地平面之间，因电源、地平面之间的EMC环境差于两地平面之间的EMC环境，所以S4、S5的优先级别要低于S2、S3，由于S5以阻抗较低的G3作参考平面，其优先级别略高于S4；S1、S6同为表层布线，一般而言，表层（TOP）由于器件PIN密度高于底层（BOTTOM），两者之间，我们优先考虑S6；

即，方案一的布线优先级别为：S2=S3（两地平面间） > S5（电源/地平面间） > S4 > S6（底层） > S1（顶层）;

注：以上未考虑到电源、地平面的分割情况，实际情况因分割因素可能有所出入。

同样分析，方案2的布线优先级别：S2=S3>S4>S5>S1;

方案3的布线优先级别：S2=S3=S4>S5>S1;

方案4的布线优先级别：S2=S3=S4>S1;

核心逻辑：两地平面间EMC最优，电源/地平面次之，表层最低。

五、 综合设计考量

PCB设计需平衡功能、成本、EMC、工艺及美观。优选布线层无固定规则，需结合实际场景灵活调整。CAD工程师应结合信号特性、层叠结构及EMC目标，折中选择最优方案。

注：器件自身EMC指标需预先验证，传输线辐射为设计重点。