STACKUP PCB

Laminovaný design se řídí hlavně dvěma pravidly:
1. Každá vrstva zapojení musí mít sousední referenční vrstvu (napájení nebo zemní vrstva);
2. Přilehlé hlavní vrstvy a zemní vrstva by měla být udržována na minimální vzdálenosti, aby byla zajištěna větší spojovací kapacita;

 

Následující uvádí zásobník z dvouvrstvé desky do osmivrstvé desky například vysvětlení:
1. Stohování jednostranné desky PCB a oboustranné desky PCB
Pro dvouvrstvé desky již kvůli malému počtu vrstev neexistuje problém s laminací. Řízení záření EMI je zvažováno hlavně z zapojení a rozložení;

Elektromagnetická kompatibilita jednovrstvých desek a dvouvrstvých desek se stala stále výraznějším. Hlavním důvodem tohoto jevu je to, že oblast signální smyčky je příliš velká, což nejen vytváří silné elektromagnetické záření, ale také činí obvod citlivý na vnější rušení. Pro zlepšení elektromagnetické kompatibility obvodu je nejjednodušším způsobem zmenšit oblast smyčky klíčového signálu.

Klíčový signál: Z pohledu elektromagnetické kompatibility se klíčové signály vztahují hlavně na signály, které vytvářejí silné záření a signály, které jsou citlivé na vnější svět. Signály, které mohou generovat silné záření, jsou obecně periodické signály, jako jsou signály hodin nebo adresy nízkého řádu. Signály, které jsou citlivé na rušení, jsou analogové signály s nižšími hladinami.

Jednotlivé a dvouvrstvé desky se obvykle používají v nízkofrekvenčních analogových vzorcích pod 10 kHz:
1) Stopy výkonu na stejné vrstvě jsou směrovány radiálně a celková délka čáry je minimalizována;

2) Při spuštění napájecí a zemních vodičů by měly být blízko sebe; Umístěte zemnící vodič na stranu signálního drátu klíče a tento zemní vodič by měl být co nejblíže k signálnímu vodiči. Tímto způsobem se vytvoří menší oblast smyčky a snížení citlivosti záření diferenciálního režimu na vnější rušení. Když je vedle signálního drátu přidán zemnící vodič, vytvoří se smyčka s nejmenší plochou. Sídlový proud si signál určitě vezme tuto smyčku namísto jiných zemních vodičů.

3) Pokud se jedná o dvojitou vrstvou desku obvodu, můžete položit zemnící vodič podél signální linie na druhé straně desky obvodu, bezprostředně pod linií signálu a první čára by měla být co nejširší. Oblast smyčky vytvořené tímto způsobem se rovná tloušťce desky obvodu vynásobená délkou signální čáry.

 

Dva a čtyřvrstvé lamináty
1. Sig-gnd (PWR) -pwr (GND) -SIG;
2. GND-SIG (PWR) -SIG (PWR) -gnd;

Pro výše uvedené dva laminované návrhy je potenciálním problémem pro tradiční tloušťku desky 1,6 mm (62 mil). Rozteč vrstvy se stane velmi velkým, což je nejen nepříznivé pro kontrolu impedance, mezivrchovaného spojení a stínění; Zejména velké mezery mezi pozemními rovinami snižují kapacitu desky a nepřispívají k filtrování hluku.

Pro první schéma se obvykle vztahuje na situaci, kdy je na desce více čipů. Tento druh schématu může získat lepší výkon SI, není příliš dobrý pro výkon EMI, musí hlavně ovládat zapojení a další podrobnosti. Hlavní pozornost: Zemlá vrstva je umístěna na spojovací vrstvě signální vrstvy s nejhustší signálem, který je prospěšný pro absorpci a potlačení záření; Zvyšte oblast desky tak, aby odrážela pravidlo 20H.

Pro druhý roztok se obvykle používá tam, kde je hustota čipu na desce dostatečně nízká a kolem čipu je dostatek plochy (položte požadovanou měděnou vrstvu mědi). V tomto schématu je vnější vrstva PCB uzemňovací vrstva a střední dvě vrstvy jsou signální/výkonové vrstvy. Napájení na signální vrstvě je směrováno širokou linií, což může způsobit, že impedance cesty napájecího proudu nízkého proudu, a impedance dráhy signálního mikropásku je také nízká a signální záření vnitřní vrstvy může být také chráněno vnější vrstvou. Z pohledu kontroly EMI je to nejlepší dostupná čtyřvrstvá struktura PCB.

Hlavní pozornost: Měla by být rozšířena vzdálenost mezi středními dvěma vrstvami vrstev signálu a výkonu a směr kabeláže by měl být svislý, aby se zabránilo přesunu; Oblast správní rady by měla být náležitě kontrolována tak, aby odrážela pravidlo 20H; Pokud chcete ovládat impedanci zapojení, mělo by být výše uvedené řešení velmi opatrné při směrování vodičů uspořádaných pod měděným ostrovem pro energii a uzemnění. Kromě toho by měla být měď na napájecím zdroji nebo pozemní vrstvě propojena co nejvíce, aby se zajistilo DC a nízkofrekvenční připojení.

Tři, šestivrstvý laminát
U návrhů s vyšší hustotou čipu a vyšší frekvencí hodin by měl být zvážen návrh desky 6 vrstev a doporučuje se metoda stohování:

1. Sig-gnd-Sig-pwr-gnd-Sig;
Pro tento druh schématu může tento druh laminovaného schématu získat lepší integritu signálu, signální vrstva sousedí s podzemní vrstvou, výkonové vrstvě a zemní vrstvou jsou spárovány, impedanci každé vrstvy zapojení může být lépe ovládáno a dvě vrstvy mohou dobře absorbovat linie magnetického pole. A když jsou napájecí a pozemní vrstva neporušená, může poskytnout lepší návratovou cestu pro každou signální vrstvu.

2. gnd-sig-gnd-pwr-Sig -gnd;
Pro tento druh schématu je tento druh schématu vhodný pouze pro situaci, že hustota zařízení není příliš vysoká, má tento druh laminace všechny výhody horní laminace a zemní rovina horní a dolní vrstvy je relativně kompletní, což lze použít jako lepší stínící vrstvu. Je třeba poznamenat, že výkonová vrstva by měla být blízko vrstvě, která není hlavním povrchem složky, protože spodní rovina bude úplnější. Výkon EMI je proto lepší než první řešení.

Shrnutí: Pro schéma šestivrstvých desek by měla být vzdálenost mezi vrstvou výkonu a zemní vrstvou minimalizována, aby se získala dobrá síla a pozemní spojení. Přestože je tloušťka desky 62 mil a rozteč vrstvy se sníží, není snadné ovládat mezery mezi hlavním napájecím zdrojem a zemní vrstvou velmi malý. Při porovnání prvního schématu s druhým schématem se náklady na druhý schéma výrazně zvýší. Při stohování proto obvykle vybereme první možnost. Při navrhování sledujte pravidlo 20H a návrh pravidla zrcadlové vrstvy.

 

Čtyři a osmivrstvé lamináty
1. Nejedná se o dobrou metodu stohování v důsledku špatné elektromagnetické absorpce a velké impedance napájení. Jeho struktura je následující:
1.Signal 1 Povrch komponenty, vrstva kabeláž mikropásnice
2. Signál 2 Vnitřní vrstva zapojení mikropásnice, lepší vrstva zapojení (směr x)
3.ground
4. Signal 3 Stripline směrovací vrstva, lepší směrovací vrstva (směr y)
5.Signal 4 Stripline směrovací vrstva
6. Power
7. Signál 5 Vnitřní vrstva kabeláž mikropálenů
8.Signal 6 Microstrip Trace Layer

2. je to varianta třetí metody stohování. Vzhledem k přidání referenční vrstvy má lepší výkon EMI a charakteristická impedance každé signální vrstvy může být dobře kontrolována
1.Signal 1 Povrch komponenty, vrstva kabeláž mikropásnice, dobrá vrstva zapojení
2. Ground Stratum, dobrá elektromagnetická vlna absorpční schopnost
3. Signal 2 Stripline směrovací vrstva, dobrá směrovací vrstva
4. Výkonová vrstva, která tvoří vynikající elektromagnetickou absorpci se zemní vrstvou pod 5. zemní vrstva
6.Signal 3 Stripline směrovací vrstva, dobrá směrovací vrstva
7. Power Stratum, s velkou impedancí napájení
8.Signal 4 Microstrip Layer, dobrá vrstva zapojení

3. nejlepší metoda stohování, vzhledem k použití více pozemních referenčních rovin, má velmi dobrou geomagnetickou absorpční kapacitu.
1.Signal 1 Povrch komponenty, vrstva kabeláž mikropásnice, dobrá vrstva zapojení
2. Ground Stratum, dobrá elektromagnetická vlna absorpční schopnost
3. Signal 2 Stripline směrovací vrstva, dobrá směrovací vrstva
4. Power Power Layer, tvořící vynikající elektromagnetickou absorpci s zemní vrstvou pod 5. zemí zemní vrstva
6.Signal 3 Stripline směrovací vrstva, dobrá směrovací vrstva
7. Ground Stratum, dobrá schopnost absorpce elektromagnetické vlny
8.Signal 4 Microstrip Layer, dobrá vrstva zapojení

Jak si vybrat, kolik vrstev desek se používá v návrhu a jak je naskládat, závisí na mnoha faktorech, jako je počet signálních sítí na desce, hustota zařízení, hustota pinů, frekvence signálu, velikost desky atd. U těchto faktorů musíme komplexně zvážit. Pro více signálních sítí, čím vyšší hustota zařízení, tím vyšší je hustota kolíku a vyšší frekvence signálu, by měla být konstrukce vícevrstvých desek přijata co nejvíce. Abychom získali dobrý výkon EMI, je nejlepší zajistit, aby každá signální vrstva měla svou vlastní referenční vrstvu.