Laminovaný design splňuje především dvě pravidla:
1. Každá vrstva vodičů musí mít přilehlou referenční vrstvu (napájecí nebo zemnící vrstvu);
2. Sousední hlavní výkonová vrstva a zemní vrstva by měly být udržovány v minimální vzdálenosti, aby byla zajištěna větší vazební kapacita;
Následující příklad uvádí zásobník od dvouvrstvé desky po osmivrstvou desku:
1. Jednostranná deska DPS a oboustranný svazek desek DPS
U dvouvrstvých desek již díky malému počtu vrstev odpadá problém s laminací. Řídicí EMI vyzařování je uvažováno hlavně z elektroinstalace a uspořádání;
Elektromagnetická kompatibilita jednovrstvých desek a dvouvrstvých desek je stále výraznější. Hlavním důvodem tohoto jevu je příliš velká oblast signálové smyčky, která nejen produkuje silné elektromagnetické záření, ale také činí obvod citlivý na vnější rušení. Pro zlepšení elektromagnetické kompatibility obvodu je nejjednodušší zmenšit oblast smyčky klíčového signálu.
Klíčový signál: Z hlediska elektromagnetické kompatibility se klíčové signály týkají především signálů, které produkují silné záření, a signálů citlivých na vnější svět. Signály, které mohou generovat silné záření, jsou obecně periodické signály, jako jsou signály hodin nebo adres nižšího řádu. Signály citlivé na rušení jsou analogové signály s nižší úrovní.
Jedno a dvouvrstvé desky se obvykle používají v nízkofrekvenčních analogových konstrukcích pod 10 kHz:
1) Výkonové stopy na stejné vrstvě jsou směrovány radiálně a celková délka vedení je minimalizována;
2) Při vedení napájecího a zemnicího vodiče by měly být blízko sebe; umístěte zemnící vodič vedle klíčového signálního vodiče a tento zemnicí vodič by měl být co nejblíže signálnímu vodiči. Tímto způsobem se vytvoří menší plocha smyčky a sníží se citlivost vyzařování diferenciálního módu na vnější rušení. Když se k signálovému drátu přidá zemnící vodič, vytvoří se smyčka s nejmenší plochou a signálový proud tuto smyčku určitě vezme místo jiných zemnících vodičů.
3) Pokud se jedná o dvouvrstvou desku s plošnými spoji, můžete položit zemnící vodič podél signálního vedení na druhé straně desky plošných spojů, bezprostředně pod signální vedení, přičemž první vedení by mělo být co nejširší. Takto vytvořená plocha smyčky se rovná tloušťce desky plošných spojů vynásobené délkou signálového vedení.
Dvou a čtyřvrstvé lamináty
1. SIG –GND(PWR) –PWR (GND) –SIG;
2. GND – SIG (PWR) – SIG (PWR) – GND;
U výše uvedených dvou laminovaných provedení je potenciální problém s tradiční tloušťkou desky 1,6 mm (62 mil). Rozteč vrstev bude velmi velká, což je nejen nepříznivé pro řízení impedance, mezivrstvové vazby a stínění; zejména velká vzdálenost mezi napájecími zemnicími plochami snižuje kapacitu desky a nepřispívá k filtrování šumu.
U prvního schématu se obvykle aplikuje na situaci, kdy je na desce více žetonů. Tento druh schématu může získat lepší výkon SI, není příliš dobrý pro výkon EMI, zejména prostřednictvím kabeláže a dalších detailů k ovládání. Hlavní pozornost: Zemní vrstva je umístěna na spojovací vrstvě signálové vrstvy s nejhustším signálem, což je výhodné pro absorpci a potlačení záření; zvětšete plochu hrací plochy tak, aby odrážela pravidlo 20H.
Pokud jde o druhé řešení, obvykle se používá, když je hustota čipu na desce dostatečně nízká a kolem čipu je dostatek prostoru (umístěte požadovanou vrstvu napájecí mědi). V tomto schématu je vnější vrstva PCB zemní vrstva a prostřední dvě vrstvy jsou signálové/výkonové vrstvy. Napájecí zdroj na signálové vrstvě je veden širokým vedením, což může způsobit nízkou impedanci cesty napájecího proudu a také nízkou impedanci signálové mikropáskové cesty a vyzařování signálu vnitřní vrstvy může být také stíněno vnější vrstva. Z hlediska řízení EMI se jedná o nejlepší dostupnou 4vrstvou strukturu PCB.
Hlavní pozornost: Vzdálenost mezi prostředními dvěma vrstvami signálové a výkonové směšovací vrstvy by měla být rozšířena a směr vedení by měl být vertikální, aby se zabránilo přeslechům; plocha desky by měla být vhodně kontrolována, aby odrážela pravidlo 20H; pokud chcete ovládat impedanci vedení, výše uvedené řešení by mělo být velmi opatrné na vedení vodičů. Je uspořádáno pod měděným ostrůvkem pro napájení a uzemnění. Kromě toho by měď na napájecím zdroji nebo zemní vrstvě měla být co nejvíce propojena, aby byla zajištěna stejnosměrná a nízkofrekvenční konektivita.
Tří, šestivrstvý laminát
U návrhů s vyšší hustotou čipů a vyšší taktovací frekvencí by se měl zvážit návrh 6vrstvé desky 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, signálová vrstva sousedí se zemní vrstvou, výkonová vrstva a zemní vrstva jsou spárovány, impedanci každé elektroinstalační vrstvy lze lépe ovládat a dvě Vrstva může dobře absorbovat magnetické siločáry. A když je napájení a zemní vrstva kompletní, může poskytnout lepší zpětnou cestu pro každou vrstvu signálu.
2. GND –SIG –GND –PWR –SIG –GND;
Pro tento druh schématu je tento druh schématu vhodný pouze pro situaci, kdy hustota zařízení není příliš vysoká, tento druh laminace má všechny výhody horní laminace a základní rovina horní a spodní vrstvy je relativně kompletní, kterou lze použít jako lepší stínící vrstvu K použití. Je třeba poznamenat, že výkonová vrstva by měla být blízko vrstvy, která není povrchem hlavní součásti, protože rovina spodní vrstvy bude úplnější. Proto je výkon EMI lepší než první řešení.
Shrnutí: U schématu šestivrstvé desky by měla být vzdálenost mezi napájecí vrstvou a zemní vrstvou minimalizována, aby se dosáhlo dobrého spojení výkonu a země. Přestože je tloušťka desky 62 mil a vzdálenost vrstev je zmenšena, není snadné řídit vzdálenost mezi hlavním napájecím zdrojem a zemní vrstvou tak, aby byla malá. Při porovnání prvního schématu s druhým schématem se náklady na druhé schéma výrazně zvýší. Při stohování proto většinou volíme první možnost. Při navrhování dodržujte pravidlo 20H a návrh pravidla zrcadlové vrstvy.
Čtyř a osmivrstvé lamináty
1. Toto není dobrá metoda stohování kvůli špatné elektromagnetické absorpci a velké impedanci napájecího zdroje. Jeho struktura je následující:
1. Povrch signálu 1, vrstva mikropáskového vodiče
2. Vnitřní vrstva vodičů s mikropáskovým signálem 2, lepší vrstva vodičů (směr X)
3.Pozemní
4. Vrstva 3 páskového směrování signálu, lepší vrstva směrování (směr Y)
5. Vrstva směrování páskového vedení signálu 4
6. Výkon
7. Vnitřní mikropásková elektroinstalační vrstva signálu 5
8. Signální 6 mikropásková stopová vrstva
2. Je to varianta třetího způsobu stohování. Díky přidání referenční vrstvy má lepší výkon EMI a charakteristickou impedanci každé signálové vrstvy lze dobře ovládat
1. Povrch signálu 1, mikropásková elektroinstalační vrstva, dobrá elektroinstalační vrstva
2. Zemní vrstva, dobrá schopnost absorpce elektromagnetických vln
3. Vrstva směrování páskového vedení signálu 2, dobrá vrstva směrování
4. Napájecí vrstva tvořící vynikající elektromagnetickou absorpci se základní vrstvou pod 5. Zemní vrstva
6.Signal 3 páskové směrovací vrstva, dobrá směrovací vrstva
7. Výkonová vrstva s velkou impedancí napájecího zdroje
8. Signální 4 mikropásková elektroinstalační vrstva, dobrá elektroinstalační vrstva
3. Nejlepší metoda stohování, díky použití vícevrstvých pozemních referenčních rovin, má velmi dobrou geomagnetickou absorpční kapacitu.
1. Povrch signálu 1, mikropásková elektroinstalační vrstva, dobrá elektroinstalační vrstva
2. Zemní vrstva, lepší schopnost absorpce elektromagnetických vln
3. Vrstva směrování páskového vedení signálu 2, dobrá vrstva směrování
4.Power power vrstva, tvořící vynikající elektromagnetickou absorpci se zemní vrstvou pod 5.Ground zemní vrstvou
6.Signal 3 páskové směrovací vrstva, dobrá směrovací vrstva
7. Zemní vrstva, lepší schopnost absorpce elektromagnetických vln
8. Signální 4 mikropásková elektroinstalační vrstva, dobrá elektroinstalační vrstva
Jak zvolit, kolik vrstev desek se použije v návrhu a jak je naskládat, závisí na mnoha faktorech, jako je počet signálových sítí na desce, hustota zařízení, hustota PIN, frekvence signálu, velikost desky a tak dále. Tyto faktory musíme zvážit komplexně. Pro sítě s větším počtem signálů, čím vyšší je hustota zařízení, čím vyšší je hustota PIN a čím vyšší je frekvence signálu, měla by být co nejvíce přijata konstrukce vícevrstvé desky. Chcete-li dosáhnout dobrého výkonu EMI, je nejlepší zajistit, aby každá signálová vrstva měla svou vlastní referenční vrstvu.