El diseño laminado sigue principalmente dos reglas:
1. Cada capa de cableado debe tener una capa de referencia adyacente (potencia o capa de tierra);
2. La capa de potencia principal adyacente y la capa de tierra deben mantenerse a una distancia mínima para proporcionar una mayor capacidad de acoplamiento;
La siguiente enumera la pila de la placa de dos capas a la placa de ocho capas, por ejemplo, explicación:
1. Apilamiento de placa PCB de una sola cara y placa PCB de doble cara
Para las tablas de dos capas, debido a la pequeña cantidad de capas, ya no hay un problema de laminación. El control de la radiación EMI se considera principalmente desde el cableado y el diseño;
La compatibilidad electromagnética de las tablas de una sola capa y las tablas de doble capa se ha vuelto cada vez más prominente. La razón principal de este fenómeno es que el área del bucle de señal es demasiado grande, lo que no solo produce una fuerte radiación electromagnética, sino que también hace que el circuito sea sensible a la interferencia externa. Para mejorar la compatibilidad electromagnética del circuito, la forma más fácil es reducir el área de bucle de la señal clave.
Señal clave: desde la perspectiva de la compatibilidad electromagnética, las señales clave se refieren principalmente a señales que producen una fuerte radiación y señales que son sensibles al mundo exterior. Las señales que pueden generar radiación fuerte son generalmente señales periódicas, como señales de bajo orden de relojes o direcciones. Las señales que son sensibles a la interferencia son señales analógicas con niveles más bajos.
Las tablas de una sola y doble capa generalmente se usan en diseños analógicos de baja frecuencia por debajo de 10 kHz:
1) Las trazas de potencia en la misma capa se enrutan radialmente, y la longitud total de las líneas se minimiza;
2) Al ejecutar los cables de potencia y tierra, deben estar cerca uno del otro; Coloque un cable de tierra en el costado del cable de señal de llave, y este cable de tierra debe estar lo más cerca posible del cable de señal. De esta manera, se forma un área de bucle más pequeña y se reduce la sensibilidad de la radiación del modo diferencial a la interferencia externa. Cuando se agrega un cable de tierra al lado del cable de señal, se forma un bucle con el área más pequeña. La corriente de señal definitivamente tomará este bucle en lugar de otros cables de tierra.
3) Si se trata de una placa de circuito de doble capa, puede colocar un cable de tierra a lo largo de la línea de señal en el otro lado de la placa de circuito, inmediatamente debajo de la línea de señal, y la primera línea debe ser lo más amplia posible. El área de bucle formada de esta manera es igual al grosor de la placa de circuito multiplicada por la longitud de la línea de señal.
Laminados de dos y cuatro capas
1. Sig-gnd (PWR) -PWR (GND) -sig;
2. Gnd-sig (PWR) -sig (PWR) -gnd;
Para los dos diseños laminados anteriores, el problema potencial es para el grosor tradicional de 1.6 mm (62mil) de la placa. El espaciado de la capa se volverá muy grande, lo que no solo es desfavorable para controlar la impedancia, el acoplamiento entre capas y el blindaje; Especialmente el gran espacio entre los planos de tierra de potencia reduce la capacitancia del tablero y no es propicio para filtrar el ruido.
Para el primer esquema, generalmente se aplica a la situación en la que hay más chips en el tablero. Este tipo de esquema puede obtener un mejor rendimiento de SI, no es muy bueno para el rendimiento de EMI, principalmente debe controlar mediante el cableado y otros detalles. Atención principal: la capa de tierra se coloca en la capa de conexión de la capa de señal con la señal más densa, que es beneficiosa para absorber y suprimir la radiación; Aumente el área de la Junta para reflejar la regla de 20 h.
Para la segunda solución, generalmente se usa donde la densidad de chip en el tablero es lo suficientemente baja y hay suficiente área alrededor del chip (coloque la capa de cobre de potencia requerida). En este esquema, la capa externa de la PCB es la capa de tierra, y las dos capas medias son capas de señal/potencia. La fuente de alimentación en la capa de señal se enruta con una línea amplia, lo que puede hacer que la impedancia de la ruta de la corriente de la fuente de alimentación sea baja, y la impedancia de la ruta de microstrip de señal también es baja, y la radiación de la señal de la capa interna también puede ser protegida por la capa externa. Desde la perspectiva del control EMI, esta es la mejor estructura de PCB de 4 capas disponible.
Atención principal: la distancia entre las dos capas medias de señal y capas de mezcla de potencia debe ampliarse, y la dirección del cableado debe ser vertical para evitar la diafonía; El área de la junta debe controlarse adecuadamente para reflejar la regla de 20 h; Si desea controlar la impedancia de cableado, la solución anterior debe tener mucho cuidado de enrutar los cables dispuestos debajo de la isla de cobre para obtener energía y conexión a tierra. Además, el cobre en la fuente de alimentación o la capa de tierra debe interconectarse tanto como sea posible para garantizar la CC y la conectividad de baja frecuencia.
Tres laminado de seis capas
Para diseños con mayor densidad de chip y mayor frecuencia de reloj, se debe considerar un diseño de placa de 6 capas, y se recomienda el método de apilamiento:
1. Sig-gnd-sig-pwr-gnd-sig;
Para este tipo de esquema, este tipo de esquema laminado puede obtener una mejor integridad de la señal, la capa de señal está adyacente a la capa de tierra, la capa de potencia y la capa de tierra están emparejadas, la impedancia de cada capa de cableado se puede controlar mejor, y dos el estrato puede absorber bien las líneas de campo magnético. Y cuando la fuente de alimentación y la capa de tierra están intactas, puede proporcionar una mejor ruta de retorno para cada capa de señal.
2. Gnd-sig-gnd-pwr-sig -gnd;
Para este tipo de esquema, este tipo de esquema solo es adecuado para la situación de que la densidad del dispositivo no es muy alta, este tipo de laminación tiene todas las ventajas de la laminación superior, y el plano de tierra de las capas superior e inferior es relativamente completa, lo que puede usarse como una mejor capa de blindaje para usar. Cabe señalar que la capa de potencia debe estar cerca de la capa que no es la superficie del componente principal, porque el plano inferior será más completo. Por lo tanto, el rendimiento de EMI es mejor que la primera solución.
Resumen: para el esquema de placa de seis capas, la distancia entre la capa de potencia y la capa de tierra debe minimizarse para obtener una buena potencia y el acoplamiento de tierra. Sin embargo, aunque el grosor de la placa es de 62 mil y el espacio de la capa se reduce, no es fácil controlar el espacio entre la fuente de alimentación principal y la capa de tierra muy pequeña. Comparando el primer esquema con el segundo esquema, el costo del segundo esquema aumentará enormemente. Por lo tanto, generalmente elegimos la primera opción al apilar. Al diseñar, siga la regla de 20 h y el diseño de la regla de la capa de espejo.
Laminados de cuatro y ocho capas
1. Este no es un buen método de apilamiento debido a una mala absorción electromagnética y una gran impedancia de suministro de energía. Su estructura es la siguiente:
1. Superficie de componente Signal 1, capa de cableado de microstrip
2. SEÑAL 2 Capa de cableado de microstrip interno, mejor capa de cableado (dirección x)
3.
4. Signal 3 Capa de enrutamiento de Stripline, mejor capa de enrutamiento (dirección y)
5. Signal 4 Capa de enrutamiento de Stringline
6.Power
7. Señal 5 capa interna de cableado de microstrip
8. Signal 6 Capa de traza de microstrip
2. Es una variante del tercer método de apilamiento. Debido a la adición de la capa de referencia, tiene un mejor rendimiento de EMI, y la impedancia característica de cada capa de señal puede estar bien controlada
1. Surfectal 1 COMPONENTE SUFFIE, Capa de cableado de microstrip, buena capa de cableado
2. Stratum de tierra, buena capacidad de absorción de onda electromagnética
3. Signal 2 Capa de enrutamiento de línea de línea, buena capa de enrutamiento
4. Potencia de potencia, formando una excelente absorción electromagnética con la capa de tierra debajo de 5. Capa de tierra
6. Capa de enrutamiento de línea de línea Signal 3, buena capa de enrutamiento
7. Stratum de potencia, con gran impedancia de suministro de energía
8. Signal 4 capa de cableado de microstrip, buena capa de cableado
3. El mejor método de apilamiento, debido al uso de múltiples planos de referencia de tierra, tiene una capacidad de absorción geomagnética muy buena.
1. Surfectal 1 COMPONENTE SUFFIE, Capa de cableado de microstrip, buena capa de cableado
2. Stratum de tierra, buena capacidad de absorción de onda electromagnética
3. Signal 2 Capa de enrutamiento de línea de línea, buena capa de enrutamiento
4.Papa de potencia de potencia, formando una excelente absorción electromagnética con la capa de tierra debajo de 5. Capa de tierra del suelo
6. Capa de enrutamiento de línea de línea Signal 3, buena capa de enrutamiento
7. Stratum de tierra, buena capacidad de absorción de onda electromagnética
8. Signal 4 capa de cableado de microstrip, buena capa de cableado
Cómo elegir cuántas capas de tableros se usan en el diseño y cómo apilarlas depende de muchos factores, como el número de redes de señal en la placa, la densidad del dispositivo, la densidad del pin, la frecuencia de la señal, el tamaño de la placa, etc. Para estos factores, debemos considerar de manera integral. Para las redes de más señal, cuanto mayor sea la densidad del dispositivo, mayor es la densidad del pasador y mayor será la frecuencia de la señal, el diseño de la placa multicapa debe adoptar lo más posible. Para obtener un buen rendimiento de EMI, es mejor asegurarse de que cada capa de señal tenga su propia capa de referencia.