PCB Stackup -suunnittelumenetelmä

Laminoitu muotoilu noudattaa pääasiassa kahta sääntöä:

1. Jokaisessa johdotuskerroksessa on oltava vierekkäinen referenssikerros (teho- tai maakerros);
2. Viereinen päävoimakerros ja maakerros tulisi pitää vähimmäisetäisyydellä suuremman kytkentäkapasitanssin aikaansaamiseksi;

 

Seuraavassa luetellaan pino kaksikerroksisesta levystä kahdeksan kerroksiseen levyyn, esimerkiksi selitys:

1. Yksipuolinen piirilevy ja kaksipuolinen piirilevypino

Kaksikerroksisille levyille pienen kerrosmäärän vuoksi ei enää ole laminointiongelmaa. Ohjaus EMI -säteilyä tarkastellaan pääasiassa johdotuksista ja asettelusta;

Yksikerroksisten levyjen ja kaksikerroksisten levyjen sähkömagneettinen yhteensopivuus on tullut yhä näkyvämmäksi. Tärkein syy tähän ilmiöön on, että signaalin silmukka -alue on liian suuri, mikä ei vain tuota voimakasta sähkömagneettista säteilyä, vaan tekee myös piiristä herkän ulkoisille häiriöille. Piirin sähkömagneettisen yhteensopivuuden parantamiseksi helpoin tapa on vähentää avainsignaalin silmukka -aluetta.

Avainsignaali: Sähkömagneettisen yhteensopivuuden näkökulmasta avainsignaalit viittaavat pääasiassa signaaleihin, jotka tuottavat voimakasta säteilyä ja signaaleja, jotka ovat herkkiä ulkomaailmalle. Signaalit, jotka voivat tuottaa voimakasta säteilyä, ovat yleensä jaksollisia signaaleja, kuten kellon tai osoitteiden matalan asteen signaalit. Häiriöille herkkiä signaalit ovat analogisia signaaleja, joilla on alhaisemmat tasot.

Yhden ja kaksikerroksista levyjä käytetään yleensä matalataajuisissa analogisissa malleissa, jotka ovat alle 10 kHz:

1) Saman kerroksen tehonjäljet ​​ohjataan säteittäisesti, ja linjojen kokonaispituus minimoidaan;

2) Kun suoritat sähkö- ja maajohdot, niiden tulisi olla lähellä toisiaan; Aseta maadoitusjohto avainsignaalijohdon viereen, ja tämän maadoitusjohdon tulisi olla mahdollisimman lähellä signaalijohtoa. Tällä tavoin muodostuu pienempi silmukka -alue ja differentiaalitilan säteilyn herkkyys ulkoisiin häiriöihin vähenee. Kun maadoitusjohto lisätään signaalijohdon viereen, muodostuu pienin alue ja signaalivirta vie ehdottomasti tämän silmukan muiden maagän johtojen sijasta.

3) Jos se on kaksikerroksinen piirilevy, voit asettaa maadoitusjohdin signaaliviivaa pitkin piirilevyn toisella puolella, heti signaalilinjan alapuolelle, ja ensimmäisen rivin tulisi olla mahdollisimman leveä. Tällä tavalla muodostettu silmukkapinta -ala on yhtä suuri kuin piirilevyn paksuus kerrottuna signaalilinjan pituudella.

 

Kaksi ja nelikerroksista laminaatit

1. Sig-gnd (pwr) -pwr (gnd) -sig;
2. gnd-sig (pwr) -sig (pwr) -gnd;

Edellä mainituissa kahdessa laminoidussa mallissa potentiaalinen ongelma on perinteinen 1,6 mm (62 miljoonaa) levyn paksuus. Kerrosväli tulee erittäin suureksi, mikä ei ole vain epäsuotuisa impedanssin hallitsemiseksi, kerrosten välisistä kytkimistä ja suojaamisesta; Erityisesti voimalaitotasojen välinen suuri etäisyys vähentää levyn kapasitanssia eikä edistä melua.

Ensimmäisessä järjestelmässä sitä sovelletaan yleensä tilanteeseen, jossa pöydällä on enemmän siruja. Tällainen järjestelmä voi parantaa SI -suorituskykyä, se ei ole kovin hyvä EMI -suorituskykyyn, lähinnä johdotuksen ja muiden hallinnan avulla. Päähuomio: Maankerros asetetaan signaalikerroksen kytkentäkerrokseen tiheimmällä signaalilla, josta on hyötyä säteilyn imeytymiselle ja tukahduttamiselle; Lisää hallituksen pinta -alaa heijastamaan 20 tunnin sääntöä.

Toisen liuoksen suhteen sitä käytetään yleensä, kun levyn sirutiheys on riittävän alhainen ja sirun ympärillä on tarpeeksi aluetta (aseta vaadittu tehokuparikerros). Tässä kaaviossa piirilevyn ulkokerros on jauhetekerros ja kaksi keskimmäistä kerrosta ovat signaali-/sähkökerroksia. Signaalikerroksen virtalähde reititetään leveällä viivalla, mikä voi tehdä virtalähdevirran polun impedanssin matalalla, ja myös signaalin mikrolaitepolun impedanssi on alhainen, ja ulkorate voi myös suojata sisäkerroksen signaalin säteilyn. EMI-ohjauksen näkökulmasta tämä on paras käytettävissä oleva 4-kerroksinen piirilevyrakenne.

Päähuomio: Kahden signaalin ja virran sekoituskerroksen välinen etäisyys on laajennettava, ja johdotussuunta tulisi olla pystysuora, jotta vältetään ylikuormitus; Hallituksen aluetta olisi valvottava asianmukaisesti 20 tunnin säännön heijastamiseksi; Jos haluat hallita johdotusimpedanssia, yllä olevan ratkaisun tulisi olla erittäin varovainen reitittämään johtimia, jotka on järjestetty Copper Islandin alle virtalähteen ja maadoituksen vuoksi. Lisäksi virtalähteen tai maakerroksen kupari on kytketty toisiinsa mahdollisimman paljon DC: n ja matalataajuisen yhteyden varmistamiseksi.

 

 

Kolme, kuuden kerroksen laminaatti

Suunnittelulle tulisi harkita kuvioiden levyn suunnittelua, jolla on korkeampi sirutiheys ja korkeampi kellotaajuus, ja pinoamismenetelmää suositellaan:

1. Sig-gnd-sig-pwr-gnd-sig;

Tällaista kaaviota varten tällainen laminoitu kaavio voi parantaa signaalin eheyttä, signaalikerros on maakerroksen vieressä, voimakerros ja maakerros on parillinen, kunkin kytkentäkerroksen impedanssi voidaan paremmin ohjata ja kaksi kerros voi absorboida magneettikenttälinjoja hyvin. Ja kun virtalähde ja maakerros ovat valmiita, se voi tarjota paremman paluupolun jokaiselle signaalikerrokselle.

2. gnd-sig-gnd-pwr-sig -gnd;

Tällaisessa järjestelmässä tällainen järjestelmä sopii vain tilanteeseen, että laitteen tiheys ei ole kovin korkea, tällaisella laminaatiolla on kaikki ylemmän laminaation edut, ja ylä- ja alakerrosten maataso on suhteellisen täydellinen, jota voidaan käyttää parempana suojakerroksena käytettäväksi. On huomattava, että sähkökerroksen tulisi olla lähellä kerrosta, joka ei ole pääkomponentin pinta, koska pohjakerroksen taso on täydellisempi. Siksi EMI -suorituskyky on parempi kuin ensimmäinen ratkaisu.

Yhteenveto: Kuuden kerroksen levyn järjestelmässä sähkökerroksen ja maakerroksen välinen etäisyys tulisi minimoida hyvän voiman ja maan kytkemisen saamiseksi. Vaikka levyn paksuus on 62 miljoonaa ja kerrosväli vähenee, päävoiman ja maakerroksen välistä etäisyyttä ei kuitenkaan ole helppoa pieneksi. Vertaamalla ensimmäistä järjestelmää toiseen järjestelmään, toisen järjestelmän kustannukset nousevat huomattavasti. Siksi valitsemme yleensä ensimmäisen vaihtoehdon pinoamisessa. Suunnitellessasi noudata 20H -sääntöä ja peilikerroksen sääntöä.

Neljä ja kahdeksan kerroksen laminaatit

1. Tämä ei ole hyvä pinoamismenetelmä huonosta sähkömagneettisesta absorptiosta ja suuresta virtalähteen impedanssista. Sen rakenne on seuraava:
1.Signal 1 -komponentin pinta, mikrolähtöjohdotuskerros
2. Signaali 2 Sisäinen mikrolähtöjohdotuskerros, parempi johdotuskerros (x Suunta)
3.Muontainen
4. Signaal 3 StripLine -reitityskerros, parempi reitityskerros (Y -suunta)
5.Signal 4 StripLine -reitityskerros
6.Pyöry
7. Signaali 5 Sisäinen mikroliuskikoljekerros
8.Signal 6 mikrolähtökerros

2. Se on variantti kolmannesta pinoamismenetelmästä. Vertailukerroksen lisäämisen vuoksi sillä on parempi EMI -suorituskyky ja kunkin signaalikerroksen ominainen impedanssi voidaan hallita hyvin
1.Signal 1 -komponentin pinta, mikrolähtöjohdotuskerros, hyvä johdotuskerros
2. Maataso, hyvä sähkömagneettinen aallon imeytymiskyky
3. signaali 2 stripline reitityskerros, hyvä reitityskerros
4. Tehovoimakerros, muodostaen erinomaisen sähkömagneettisen absorption jauhelaarin ollessa 5. Maakerros
6.Signal 3 Stripline -reitityskerros, hyvä reitityskerros
7. Power Stratum, jolla on suuri virtalähteen impedanssi
8.Signal 4 mikrolähtöjohdotuskerros, hyvä johdotuskerros

3. Paras pinoamismenetelmä, koska monikerroksisten maaperän referenssitasojen käytöstä johtuu erittäin hyvä geomagneettinen absorptiokyky.
1.Signal 1 -komponentin pinta, mikrolähtöjohdotuskerros, hyvä johdotuskerros
2. Maataso, parempi sähkömagneettinen aallon imeytymiskyky
3. signaali 2 stripline reitityskerros, hyvä reitityskerros
4.Vautakerros, muodostaen erinomaisen sähkömagneettisen absorption maalakerroksen alapuolella. 5. Maapallon maakerros
6.Signal 3 Stripline -reitityskerros, hyvä reitityskerros
7. Maankerros, parempi sähkömagneettinen aallon imeytymiskyky
8.Signal 4 mikrolähtöjohdotuskerros, hyvä johdotuskerros

Kuinka valita, kuinka monta kerrosta levyjä käytetään suunnittelussa ja kuinka pinota ne riippuu monista tekijöistä, kuten levyn signaaliverkkojen lukumäärästä, laitteen tiheydestä, PIN -tiheydestä, signaalitaajuudesta, levyn koosta ja niin edelleen. Meidän on otettava huomioon nämä tekijät kattavalla tavalla. Mitä enemmän signaaliverkkoja, mitä suurempi laitteen tiheys, sitä suurempi PIN -tiheys ja mitä suurempi signaalitaajuus on, monikerroksisen levyn suunnittelu tulisi ottaa käyttöön mahdollisimman paljon. Hyvän EMI -suorituskyvyn saamiseksi on parasta varmistaa, että jokaisella signaalikerroksella on oma referenssikerros.