层堆叠对 PCB 的 EMI 性能起到重要作用。一个重要的考虑因素是，高速信号布设在哪一层，以及该层相对于接地层的位置。通过将高速信号布设在紧邻完整接地平面的平面上，可以缩短返回路径，并将磁场限制在局部区域内。

良好的堆叠结构应使每个高速信号层都紧邻一个连续的基准平面。较薄的电介质间距可以加强场耦合、降低环路电感，并减少到达电路板边缘的场。与四层电路板相比，六层电路板提供了更多实现信号与地紧密耦合的机会，但仅靠层数并不能保证EMC 性能：平面连续性和实际布线才是决定性因素。

通常，任何信号和信号返回路径都会形成一个环路。随着这个环路尺寸的增大，由此产生的辐射干扰也会随之增强。因此，更大限度地减少这些环路对于 EMI 敏感型设计变得非常重要。在进行 EMI 优化设计时，通常优先选用六层电路板，因为这样可以在 PCB 的顶层和底层下方分别设置返回基准接地平面，从而显著减少环路：这不仅是因为接地平面靠近外层，还因为存在额外的内层，使接地平面更靠近外层。这种连续的接地平面可提供直接且低电感的返回路径，将场限制在顶层与第二层之间。图 3-4 展示了适用于 EMI 敏感型设计的良好六层电路板堆叠结构。这可确保每个信号平面始终具有相邻的 GND 平面。

图 3-4 6 层 PCB 堆叠示例

实用的四层布置通常采用外层作为信号层/元件层，内层作为接地层和电源层。由于无法让每个信号层都有相邻的 GND 平面（假设两个内层均并非完整的 GND 平面），因此应在顶层和底层铺设接地覆铜，并通过足够的过孔进行拼接。确保这些接地覆铜上的过孔拼接足够密集，以减轻平面连接不良的问题，因为在这种情况下，平面可能充当天线，产生更多不必要的 EMI。接地平面和电源平面为内层，因此在没有相邻接地平面的层上，建议使用保护走线并保持信号/回流对的紧密耦合，以减少潜在的 EMI 问题。远离接地的外层需要谨慎铺设接地覆铜、进行过孔拼接，并遵守布线规范。无论哪种情况，都请勿将高速信号布线到被反焊盘区域、槽缝或禁布区中断的最近平面。

• 最好将高速微带线布设在最近的完整接地平面上方，或将带状线布设在两个完整的基准平面之间。
• 仅在其连接良好时才使用接地覆铜；悬空或松散拼接的铜箔可能会产生谐振。
• 应将连接器区域视为边界结构，并明确规划返回路径和屏蔽电流路径。

图 3-5 4 层 PCB 堆叠示例

接地保护走线可减少电场耦合并提供附近的返回路径，但前提是其连接到布设足够密集过孔的低阻抗基准平面。否则，它可能成为谐振导体。过孔栅用于连接基准铜层，并减少电路板边缘、噪声区域、射频结构、孔隙以及连接器边界处的边缘场泄漏。

一个常见的起始准则是，拼接过孔间距应远小于最高关注频率对应的导波波长。实际间距还必须考虑源几何结构和边界处所需的连续性。

波长规则只是一个起点，并非适用于所有情况的最佳方案。过孔栅必须靠近场源或边界，连接到无噪声基准平面，且不应存在较长的间隙。远离实际电流路径的密集过孔只会增加成本，而无法修复电路板内部的返回不连续性。

要为具有高速关键信号的四层电路板集成保护布线，首先应确保信号布线尽可能短。在高速或敏感模拟布线的两侧布设接地覆铜布线，可以“捕获”辐射的电场和磁场，从而最大限度地减少相邻布线的串扰。这些布线还能为返回电流提供低阻抗路径，这对防止噪声信号干扰电路板的其余部分至关重要。为了获得理想的屏蔽效果，拼接过孔间隔不得超过受保护的最高频率信号所对应波长的 λ/20，以确保这种“屏蔽”能够发挥有效的 EMI 屏障作用。

图 3-6 过孔拼接和保护布线实现

过孔栅是由一排或一圈接地过孔组成的结构，用于连接基准铜层并减少边缘场泄漏。过孔栅适用于电路板边缘、噪声开关区域周围、射频或振荡器区域周围、高速通道旁，以及连接器边界周围。必须将过孔栅视为一种场管理工具，而不是解决所有 EMI 问题的万能良方。

过孔栅最有用的场景：

• 靠近高速布线的电路板边缘，尤其是在布线靠近板边或连接器时。
• 开关模式电源、D 类输出、电机驱动器、大电流脉冲以及晶体/时钟区域周围。
• 在射频布线或天线周围，过孔栅是明确定义的共面波导或屏蔽边界的一部分。
• 在机箱与数字地之间的切换区域，此时接地概念会有意将屏蔽电流与无噪声电路接地分开。
• 会中断返回电流的内部切口、槽缝、安装孔和机械禁布区周围。
• 如果过孔栅远离场源、被较长的间隙中断、与高噪声的孤立细小铜箔相连，或者迫使电流返回穿过非预期路径，则其作用会大打折扣。密集的过孔栅还可能会产生制造成本、造成布线拥塞，并使平面铜层出现更多孔洞。请在能封闭实际射频路径的位置使用过孔栅。