PCB的電磁兼容性(EMC)設計首先要考慮層的設置，這是因為單板層數的組成、電源層和地層的分布位置以及平面的分割方式對EMC性能有著決定性的影響。

層數的合理規劃

確定PCB層數時需要綜合考慮幾個因素：電源和地平面的需求、信號密度、工作頻率、特殊信號布線需求以及成本限制。對于對EMC要求嚴格的產品(如需通過CISPR16 CLASSB認證)，適當增加地平面層數是提高電磁兼容性的有效方法。

電源層和地層的設計考量

電源層數量取決于產品所需的電源種類：

· 單一電源供電的PCB只需一個電源平面

· 多種不交叉的電源可以在同一層進行分割處理

· 多種交錯電源需要兩個或更多電源平面

地層的設計原則包括：

· 元件層下方應有完整地平面

· 高頻信號、高速信號和時鐘信號附近需要地平面

· 關鍵電源應與對應地平面相鄰

信號層數量確定

信號層數主要取決于功能實現需求。EDA軟件可以提供布局密度參數報告，幫助估算所需信號層數。從EMC角度，需特別考慮關鍵信號網絡(強輻射網絡和易受干擾的弱信號)的屏蔽或隔離措施。

電源層、地層與信號的相對位置

層的排布一般原則：

1. 元件層下面(第二層)應為地平面，為頂層提供參考平面和屏蔽

2. 信號層應盡可能與地平面相鄰，避免兩個信號層直接相鄰

3. 主電源層應與對應地層相鄰，利用兩者耦合降低電源平面阻抗

4. 需考慮層壓結構的對稱性

對于高頻電路(50MHz以上)的母板排布建議：

1. 元件面和焊接面應有完整的地平面提供屏蔽

2. 避免相鄰層出現平行布線

3. 所有信號層應盡可能與地層相鄰

4. 關鍵信號布線應與地層相鄰且不跨越分割區

在實際應用中，這些原則需要根據具體電路特點靈活掌握，避免教條式應用。層的最佳設置應根據單板的實際需求、關鍵信號布線要求以及電源地平面分割情況綜合考慮。

以下為單板層的排布的具體探討：

四層板：優選方案1，可用方案3

方案1：

此為CAD室采用的四層標準方案，將地平面設置在元件層下方，關鍵信號優先布置在TOP層。這種設計在層厚設置上建議確保滿足阻抗控制需求，并保持GND與POWER之間的芯板厚度較薄，以降低分布阻抗，提升去耦效果。

方案2：

有些設計者嘗試將電源層和地平面放在外層(TOP和BOTTOM)以增強屏蔽效果，但這種方案存在明顯缺陷：電源層與地平面距離過遠導致電源平面阻抗增大；外層由于元件焊盤影響導致參考平面不完整；信號阻抗不連續。尤其在表貼器件密集的情況下，外層幾乎無法形成完整參考平面，預期的屏蔽效果難以實現。

方案3：

然而，在特定情況下，將地平面置于外層的方案也有其獨特優勢。例如在某產品的接口濾波板設計中，由于板上無電源平面、貼片元件較少且多為單面布局、走線簡單但輻射控制要求高，采用GND-S1-S2-PGND的層疊結構反而成為理想選擇。這種設計讓走線得到良好屏蔽，傳輸線輻射得到有效控制。通過在S1布線層鋪銅，還能為表層走線提供參考平面。

這一特例說明，層排布設計應基于對原則的理解靈活應用，而非機械照搬。類似的方案適用于主要器件在BOTTOM布局或關鍵信號需要底層布線的情況，但一般情況下應限制使用。

六層板：優選方案3，可用方案1，備用方案2、4

對于六層板，推薦采用在中間設置電源和地平面的方案，優選布線層S2，其次S3和S1。方案3層厚設置時，應增大S2-P間距，縮小P-G2間距，以減小電源平面阻抗和電源對信號的影響。成本要求較高時可考慮其他方案，但需權衡信號完整性和參考平面質量。

八層板：優選方案2、3，可用方案1

八層PCB設計中，推薦采用在中間層設置電源和地平面的結構，優選布線層S2、S3、S4。這種設計兼顧性能與成本，但需注意避免相鄰信號層之間的平行長距離布線。對于EMC要求特別高的場合，可考慮犧牲一個布線層換取更好的電磁屏蔽效果。

十層板：優選方案2、3，可用方案1、4

方案3采用了較為均衡的層疊結構，建議擴大3-4層與7-8層之間的間距，同時縮小5-6層間距。主電源及其對應地平面應設置在6、7層位置。在信號布線優先級上，S2、S3和S4層為首選布線層，S1和S5層次之。這種方案的優勢在于兼顧了EMC性能與成本效益，特別適合各信號布線要求相近的應用場景。使用此方案時需要特別注意避免S2與S3層之間出現平行的長距離布線，以減少層間串擾。

方案4則提供了更優異的EMC性能，但代價是犧牲了一個布線層。相比方案3，它的層疊結構更有利于電磁屏蔽和信號完整性。這種設計特別適用于那些對EMC指標要求嚴格、成本限制相對寬松且必須使用雙電源層的關鍵電路板。在此方案中，S2和S3是優先推薦的布線層。

對于只需要單電源層的PCB設計，建議首選方案2，其次考慮方案1。值得注意的是，雖然方案1具有明顯的成本優勢，但由于其結構中存在較多相鄰布線層，在設計時難以有效控制平行長線，可能帶來信號完整性問題。

十二層板：推薦方案2、3，可用方案1、4，備用方案5

設計原則總結

總體而言，PCB層堆疊設計應遵循以下原則：

·避免信號層直接相鄰

·確保關鍵信號層與地平面相鄰

·電源層與其對應地平面應盡量靠近

·考慮層壓結構對稱性,當不對稱時需采取其他手段彌補

·根據實際需求靈活調整層間距

對于14層及以上的復雜PCB，雖然組合情況多樣，但仍應遵循上述基本原則，根據具體需求、電源層數量、特殊信號要求以及電源地分割情況靈活應用。在存在設計爭議時，建議通過實驗數據和實際案例進行驗證，并優先選擇推薦方案。