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PCB叠层选择指南(PCB Stackup Selection Guideline)
请按照以下指南对PCB布局中的高速信号进行正确的叠层选择：
- 选择选择具有最低损耗角正切和较小介电常数的介电材料，例如：Megtron6 (df<0.002, epsr=3.1)是一个合适的选择。
- 当它们在供应商表征后变得可用时，诸如Megtron 6N/6G或 Tachyan 100G的介电材料都是很好的选择。
- 25+G设计需要特别注意材料明细，包括玻璃纤维(Fiberglass)，电介质矩阵(Dielectric Matrix)和铜(Copper)。在较高数据速率下的信号具有较高的频率单元，波长继续减小。应仔细考虑玻璃纤维图案，介质矩阵图案和铜图案的变化，因为较短的信号波长似乎会产生更多的不连续和反射。请参考PCB介电材料选择和高速通道布线上的纤维编织效应获得更多信息。
- 为高速信号布线选择较小的介电高度。
- 它对跟踪阻抗目标要求更小的走线宽度。在选择较宽的走线宽度和较短的走线宽度之间总是有权衡的。较宽的宽度具有较少的趋肤深度和较低的插入损耗，但需要更多空间用于布线。
- 它还导致更小的PCB高度以及更小的跳变导通高度，以实现最小的阻抗失配。
- 对所有关键高速信号布线选择足够的带状线层(stripline layer)。
- Intel建议对所有的关键高速信号(15 Gbps以上)使用带状线布线。
- 您可以在微带层(microstrip layer)上布线所有非关键高速信号(15 Gbps以下)。
-
带状线布线与其他层有最大的隔离度(只要双方都是参考平面)。Intel不建议使用双带状线布线，除非在两个带状线层上的信号布线都是垂直的。这意味着应避免差分对的纵向宽边耦合。
- Intel建议Stripline优于Microstrip。如果选择了微带布线，那么Intel建议移除焊接掩模。
- 带状线布线要求更小的走线宽度，这将导致更多的空间用于信号布线。
- 对关键高速信号选择ground/signal/ground叠层组合。
- ground/signal/ground组合的选择是可行的，只要在两个带状线层上的信号布线交叉都是垂直的，以最小化导致串扰的宽边耦合。
- 选择足够的power/GND层来覆盖电源轨。
根据所选的叠层材料评估插入损耗
传输线有各种损耗，包括导体损耗，介电损耗，表面粗糙度损耗，趋肤深度损耗等。下表显示了各种材料，包括它们的介电常数和损耗角正切：
| 材料 | εr | Tan(δ) |
| Typical FR4 | 4 | 0.02 |
| GETEK | 3.9 | 0.01 |
| Isola 370HR | 4.17 | 0.016 |
| Isola FR406 | 4.29 | 0.014 |
| Isola FR408 | 3.70 | 0.011 |
| Megtron 6 | 3.4 | 0.002 |
| Nelco 4000-6 | 4.12 | 0.012 |
| Nelco 4000-13 EP | 3.7 | 0.009 |
| Nelco 4000-13 EP SI | 3.2 | 0.008 |
| Rogers 4350B | 3.48 | 0.0037 |
在上述表中提到的损耗角正切通常是根据材料数据手册在1 GHz上测量的。
注： Intel建议参考制造商最新数据手册
频率f上的唯一传输的平均近似PCB衰减基于以下公式。
Equation (1)
其中：
W=走线宽度(mil)
f=正弦波频率(GHz)，对于指定数据速率等同于
Df=耗散因数
DK=介电常量
上面的公式被分成两个部分：第一部分是走线损耗(包括趋肤深度)，第二部分是介电损耗。
各种介电材料的每一英寸走线长度的PCB走线衰减比较，走线宽度为5 mil，导致高达20 GHz。图中显示了上表中不同材料的每英寸的平均走线损耗。此图是基于假设W=5 mil提取的。
图 2. 各种介电材料的每一英寸走线长度的PCB走线衰减比较，走线宽度为5 mil，导致高达20 GHz。
在上图中，Megtron 6在28 Gbps上有每英寸0.85 dB平均损耗(Nyquist为14 GHz)。另一方面，Typical FR4在相同频率上有近似2 dB损耗。
在以上近似PCB衰减公式中没有考虑铜厚度。铜宽度越厚，走线阻力越少。
由于制造公司的一些材料公差，Intel建议设计人员必须将一个平均+/-5%的变化考虑到图各种介电材料的每一英寸走线长度的PCB走线衰减比较，走线宽度为5 mil，导致高达20 GHz。中得到的损耗中。
一个平均表面粗糙度(近似2 µm)已包括在计算走线损耗衰减的近似PCB衰减公式中。 为实现精准的损耗计算，Intel建议设计人员在传输损耗衰减上至少要有2.5D CAD分析，要考虑实际表面粗糙度，铜的厚度和频率依赖的介电材料。
| 材料 | MEG4 | MEG6 | Tachyon100G |
| 14 GHz上每英寸平均损耗 | 1.2 dB | 0.85 dB | 0.8 dB |
总体而言，对于28 Gbps高速信号布线，MEG6和Tachyon100G是最好的选择。
关于各种编织组合物和材料介电损耗考量以及它们对通道性能的影响的详细信息，请参考Altera FPGA的PCB叠层设计考量和PCB介电材料选择和高速通道布线的纤维编织效应。