يتوافق التصميم الرقائقي بشكل أساسي مع قاعدتين:

1. يجب أن يكون لكل طبقة أسلاك طبقة مرجعية مجاورة (طبقة طاقة أو طبقة أرضية)؛
2. يجب الحفاظ على طبقة الطاقة الرئيسية المجاورة والطبقة الأرضية على مسافة لا تقل عن توفير سعة اقتران أكبر؛

يسرد ما يلي المكدس من لوحة ذات طبقتين إلى لوحة ذات ثماني طبقات على سبيل المثال الشرح:

1. لوحة PCB أحادية الجانب ومكدس لوحة PCB على الوجهين

بالنسبة للألواح ذات الطبقتين، نظرًا لقلة عدد الطبقات، لم تعد هناك مشكلة في التصفيح. يتم التحكم في إشعاع EMI بشكل أساسي من الأسلاك والتخطيط؛

أصبح التوافق الكهرومغناطيسي للوحات ذات الطبقة الواحدة واللوحات ذات الطبقة المزدوجة أكثر وضوحًا. السبب الرئيسي لهذه الظاهرة هو أن مساحة حلقة الإشارة كبيرة جدًا، مما لا ينتج إشعاعًا كهرومغناطيسيًا قويًا فحسب، بل يجعل الدائرة أيضًا حساسة للتداخل الخارجي. لتحسين التوافق الكهرومغناطيسي للدائرة، أسهل طريقة هي تقليل مساحة حلقة الإشارة الرئيسية.

الإشارة الرئيسية: من منظور التوافق الكهرومغناطيسي، تشير الإشارات الرئيسية بشكل أساسي إلى الإشارات التي تنتج إشعاعات قوية وإشارات حساسة للعالم الخارجي. الإشارات التي يمكن أن تولد إشعاعًا قويًا هي عمومًا إشارات دورية، مثل الإشارات ذات الترتيب المنخفض للساعات أو العناوين. الإشارات الحساسة للتداخل هي إشارات تناظرية ذات مستويات أقل.

عادةً ما تُستخدم اللوحات المفردة والمزدوجة الطبقة في التصميمات التناظرية منخفضة التردد أقل من 10 كيلو هرتز:

1) يتم توجيه آثار الطاقة على نفس الطبقة شعاعيًا، ويتم تقليل الطول الإجمالي للخطوط؛

2) عند توصيل الكهرباء والأسلاك الأرضية يجب أن تكون قريبة من بعضها البعض؛ ضع سلكًا أرضيًا بجانب سلك الإشارة الرئيسي، ويجب أن يكون هذا السلك الأرضي أقرب ما يمكن إلى سلك الإشارة. وبهذه الطريقة، يتم تشكيل مساحة حلقة أصغر وتقليل حساسية إشعاع الوضع التفاضلي للتداخل الخارجي. عند إضافة سلك أرضي بجوار سلك الإشارة، يتم تشكيل حلقة ذات مساحة أصغر، ومن المؤكد أن تيار الإشارة سيأخذ هذه الحلقة بدلاً من الأسلاك الأرضية الأخرى.

3) إذا كانت لوحة دائرة كهربائية مزدوجة الطبقة، فيمكنك وضع سلك أرضي على طول خط الإشارة على الجانب الآخر من لوحة الدائرة، مباشرة أسفل خط الإشارة، ويجب أن يكون الخط الأول واسعًا قدر الإمكان. مساحة الحلقة المتكونة بهذه الطريقة تساوي سمك لوحة الدائرة مضروبًا في طول خط الإشارة.

شرائح من طبقتين وأربع طبقات

1. سيج-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG؛
2.GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;

بالنسبة للتصميمين الرقائقيين المذكورين أعلاه، تكمن المشكلة المحتملة في سمك اللوح التقليدي الذي يبلغ 1.6 مم (62 مل). سيصبح تباعد الطبقة كبيرًا جدًا، وهو ليس فقط غير مناسب للتحكم في المعاوقة، واقتران الطبقات البينية والتدريع؛ على وجه الخصوص، فإن التباعد الكبير بين مستويات الطاقة الأرضية يقلل من سعة اللوحة ولا يساعد على تصفية الضوضاء.

بالنسبة للمخطط الأول، يتم تطبيقه عادةً على الموقف الذي يوجد فيه عدد أكبر من الرقائق على اللوحة. يمكن لهذا النوع من المخططات الحصول على أداء أفضل لـ SI، وهو ليس جيدًا جدًا لأداء EMI، وذلك بشكل رئيسي من خلال الأسلاك والتفاصيل الأخرى التي يجب التحكم فيها. الاهتمام الرئيسي: يتم وضع الطبقة الأرضية على الطبقة المتصلة بطبقة الإشارة ذات الإشارة الأكثر كثافة، وهو مفيد في امتصاص الإشعاع وقمعه؛ زيادة مساحة اللوحة لتعكس قاعدة 20H.

أما الحل الثاني فيستخدم عادةً عندما تكون كثافة الشريحة على اللوحة منخفضة بدرجة كافية وتوجد مساحة كافية حول الشريحة (ضع طبقة النحاس التي توفر الطاقة المطلوبة). في هذا المخطط، تكون الطبقة الخارجية لثنائي الفينيل متعدد الكلور هي الطبقة الأرضية، والطبقتين الأوسطتين عبارة عن طبقتين للإشارة/الطاقة. يتم توجيه مصدر الطاقة على طبقة الإشارة بخط عريض، مما يمكن أن يجعل مقاومة مسار تيار مصدر الطاقة منخفضة، كما أن مقاومة مسار الشريط الصغير للإشارة منخفضة أيضًا، ويمكن أيضًا حماية إشعاع إشارة الطبقة الداخلية بواسطة الطبقة الخارجية. من منظور التحكم EMI، يعد هذا أفضل هيكل متاح لثنائي الفينيل متعدد الكلور مكون من 4 طبقات.

الاهتمام الرئيسي: يجب توسيع المسافة بين الطبقتين الأوسطتين من طبقات خلط الإشارة والطاقة، ويجب أن يكون اتجاه الأسلاك عموديًا لتجنب التداخل؛ يجب التحكم في منطقة اللوحة بشكل مناسب لتعكس قاعدة 20H؛ إذا كنت ترغب في التحكم في مقاومة الأسلاك، فيجب أن يكون الحل أعلاه حريصًا جدًا على توجيه الأسلاك، حيث يتم ترتيبها أسفل الجزيرة النحاسية لإمدادات الطاقة والتأريض. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون النحاس الموجود على مصدر الطاقة أو الطبقة الأرضية مترابطًا قدر الإمكان لضمان الاتصال بالتيار المستمر والتردد المنخفض.

ثلاثة، ستة طبقة صفح

بالنسبة للتصميمات ذات كثافة الرقائق الأعلى وتردد الساعة الأعلى، يجب مراعاة تصميم لوحة مكونة من 6 طبقات، ويوصى باستخدام طريقة التراص:

1. سيج-GND-SIG-PWR-GND-SIG؛

بالنسبة لهذا النوع من المخططات، يمكن لهذا النوع من المخططات الرقائقية الحصول على سلامة أفضل للإشارة، حيث تكون طبقة الإشارة مجاورة للطبقة الأرضية، ويتم إقران طبقة الطاقة والطبقة الأرضية، ويمكن التحكم بشكل أفضل في مقاومة كل طبقة أسلاك، واثنين من يمكن للطبقة أن تمتص خطوط المجال المغناطيسي بشكل جيد. وعندما يكتمل إمداد الطاقة والطبقة الأرضية، يمكن أن يوفر مسار عودة أفضل لكل طبقة إشارة.

2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND؛

بالنسبة لهذا النوع من المخططات، فإن هذا النوع من المخططات مناسب فقط للحالة التي تكون فيها كثافة الجهاز ليست عالية جدًا، وهذا النوع من التصفيح يتمتع بجميع مزايا التصفيح العلوي، ويكون المستوى الأرضي للطبقات العلوية والسفلية نسبيًا كاملة، والتي يمكن استخدامها كطبقة حماية أفضل للاستخدام. تجدر الإشارة إلى أن طبقة الطاقة يجب أن تكون قريبة من الطبقة التي ليست سطح المكون الرئيسي، لأن مستوى الطبقة السفلية سيكون أكثر اكتمالا. ولذلك فإن أداء EMI أفضل من الحل الأول.

ملخص: بالنسبة لنظام اللوحة المكون من ستة طبقات، يجب تقليل المسافة بين طبقة الطاقة والطبقة الأرضية للحصول على طاقة جيدة واقتران أرضي. ومع ذلك، على الرغم من أن سمك اللوحة يبلغ 62 مل ويتم تقليل تباعد الطبقات، إلا أنه ليس من السهل التحكم في التباعد بين مصدر الطاقة الرئيسي والطبقة الأرضية ليكون صغيرًا. وبمقارنة المخطط الأول بالمخطط الثاني، فإن تكلفة المخطط الثاني ستزداد بشكل كبير. لذلك، عادة ما نختار الخيار الأول عند التراص. عند التصميم، اتبع قاعدة 20H وتصميم قاعدة طبقة المرآة.

شرائح من أربع وثمانية طبقات

1. هذه ليست طريقة تكديس جيدة بسبب ضعف الامتصاص الكهرومغناطيسي ومقاومة كبيرة لإمدادات الطاقة. هيكلها على النحو التالي:
1.Signal 1 سطح المكون، طبقة الأسلاك microstrip
2. إشارة 2 طبقة الأسلاك microstrip الداخلية، طبقة الأسلاك أفضل (اتجاه X)
3. الأرض
4. طبقة توجيه 3 خطوط شريطية للإشارة، طبقة توجيه أفضل (اتجاه Y)
5.Signal 4 طبقة التوجيه stripline
6.القوة
7. إشارة 5 طبقة الأسلاك microstrip الداخلية
8.Signal 6 طبقة تتبع microstrip

2. إنه نوع مختلف من طريقة التراص الثالثة. بسبب إضافة الطبقة المرجعية، فإنه يتمتع بأداء EMI أفضل، ويمكن التحكم بشكل جيد في المعاوقة المميزة لكل طبقة إشارة
1. سطح مكون الإشارة 1، طبقة أسلاك microstrip، طبقة أسلاك جيدة
2. الطبقة الأرضية، قدرة جيدة على امتصاص الموجات الكهرومغناطيسية
3. إشارة 2 طبقة التوجيه stripline، طبقة التوجيه جيدة
4. طبقة طاقة الطاقة، تشكل امتصاصًا كهرومغناطيسيًا ممتازًا مع الطبقة الأرضية أسفل 5. الطبقة الأرضية
6.Signal 3 طبقة التوجيه stripline، طبقة التوجيه جيدة
7. طبقة الطاقة، مع مقاومة كبيرة لإمدادات الطاقة
8.Signal 4 طبقة الأسلاك microstrip، طبقة الأسلاك جيدة

3. أفضل طريقة للتكديس، نظرًا لاستخدام الطائرات المرجعية الأرضية متعددة الطبقات، فهي تتمتع بقدرة امتصاص مغناطيسية أرضية جيدة جدًا.
1. سطح مكون الإشارة 1، طبقة أسلاك microstrip، طبقة أسلاك جيدة
2. الطبقة الأرضية، قدرة أفضل على امتصاص الموجات الكهرومغناطيسية
3. إشارة 2 طبقة التوجيه stripline، طبقة التوجيه جيدة
4. طبقة طاقة الطاقة، تشكل امتصاصًا كهرومغناطيسيًا ممتازًا مع الطبقة الأرضية أسفل الطبقة الأرضية 5. الأرض
6.Signal 3 طبقة التوجيه stripline، طبقة التوجيه جيدة
7. الطبقة الأرضية، قدرة أفضل على امتصاص الموجات الكهرومغناطيسية
8.Signal 4 طبقة الأسلاك microstrip، طبقة الأسلاك جيدة

تعتمد كيفية اختيار عدد طبقات اللوحات المستخدمة في التصميم وكيفية تكديسها على عوامل كثيرة مثل عدد شبكات الإشارة على اللوحة وكثافة الجهاز وكثافة PIN وتردد الإشارة وحجم اللوحة وما إلى ذلك. وعلينا أن ننظر في هذه العوامل بطريقة شاملة. بالنسبة لشبكات الإشارة الأكثر، كلما زادت كثافة الجهاز، وارتفعت كثافة PIN وزاد تردد الإشارة، يجب اعتماد تصميم اللوحة متعددة الطبقات قدر الإمكان. للحصول على أداء EMI جيد، من الأفضل التأكد من أن كل طبقة إشارة لها طبقة مرجعية خاصة بها.