PCB સ્ટેકઅપ ડિઝાઇન પદ્ધતિ

લેમિનેટેડ ડિઝાઇન મુખ્યત્વે બે નિયમોનું પાલન કરે છે:

1. દરેક વાયરિંગ સ્તરમાં સંલગ્ન સંદર્ભ સ્તર (પાવર અથવા ગ્રાઉન્ડ લેયર) હોવું આવશ્યક છે;
2. મોટા કપલિંગ કેપેસીટન્સ પ્રદાન કરવા માટે નજીકના મુખ્ય પાવર લેયર અને ગ્રાઉન્ડ લેયરને ન્યૂનતમ અંતરે રાખવું જોઈએ;

 

નીચે આપેલા સ્ટેકને બે-સ્તરવાળા બોર્ડથી આઠ-સ્તરના બોર્ડ સુધીની યાદી આપે છે ઉદાહરણ તરીકે સમજૂતી:

1. સિંગલ-સાઇડેડ પીસીબી બોર્ડ અને ડબલ-સાઇડેડ પીસીબી બોર્ડ સ્ટેક

બે-સ્તરવાળા બોર્ડ માટે, સ્તરોની ઓછી સંખ્યાને કારણે, હવે લેમિનેશનની સમસ્યા નથી. નિયંત્રણ EMI રેડિયેશન મુખ્યત્વે વાયરિંગ અને લેઆઉટમાંથી ગણવામાં આવે છે;

સિંગલ-લેયર બોર્ડ અને ડબલ-લેયર બોર્ડ્સની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા વધુ અને વધુ અગ્રણી બની છે. આ ઘટનાનું મુખ્ય કારણ એ છે કે સિગ્નલ લૂપનો વિસ્તાર ઘણો મોટો છે, જે માત્ર મજબૂત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન જ ઉત્પન્ન કરતું નથી, પરંતુ સર્કિટને બાહ્ય હસ્તક્ષેપ માટે પણ સંવેદનશીલ બનાવે છે. સર્કિટની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા સુધારવા માટે, સૌથી સહેલો રસ્તો એ છે કે કી સિગ્નલના લૂપ વિસ્તારને ઘટાડવાનો.

કી સિગ્નલ: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતાના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, મુખ્ય સંકેતો મુખ્યત્વે એવા સિગ્નલોનો સંદર્ભ આપે છે જે મજબૂત રેડિયેશન ઉત્પન્ન કરે છે અને સિગ્નલો જે બહારની દુનિયા પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. જે સિગ્નલો મજબૂત કિરણોત્સર્ગ પેદા કરી શકે છે તે સામાન્ય રીતે સામયિક સંકેતો છે, જેમ કે ઘડિયાળો અથવા સરનામાના ઓછા ક્રમના સંકેતો. સિગ્નલો કે જે દખલગીરી પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે તે નીચલા સ્તર સાથેના એનાલોગ સંકેતો છે.

સિંગલ અને ડબલ-લેયર બોર્ડનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે 10KHz નીચેની ઓછી-આવર્તન એનાલોગ ડિઝાઇનમાં થાય છે:

1) સમાન સ્તર પરના પાવર ટ્રેસને રેડિયલી રૂટ કરવામાં આવે છે, અને રેખાઓની કુલ લંબાઈ ઓછી કરવામાં આવે છે;

2) પાવર અને ગ્રાઉન્ડ વાયર ચલાવતી વખતે, તેઓ એકબીજાની નજીક હોવા જોઈએ; કી સિગ્નલ વાયરની બાજુમાં ગ્રાઉન્ડ વાયર મૂકો અને આ ગ્રાઉન્ડ વાયર સિગ્નલ વાયરની શક્ય તેટલી નજીક હોવો જોઈએ. આ રીતે, એક નાનો લૂપ વિસ્તાર રચાય છે અને બાહ્ય હસ્તક્ષેપ માટે વિભેદક મોડ રેડિયેશનની સંવેદનશીલતા ઓછી થાય છે. જ્યારે સિગ્નલ વાયરની બાજુમાં ગ્રાઉન્ડ વાયર ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે સૌથી નાનો વિસ્તાર ધરાવતો લૂપ રચાય છે, અને સિગ્નલ વર્તમાન અન્ય ગ્રાઉન્ડ વાયરને બદલે ચોક્કસપણે આ લૂપ લેશે.

3) જો તે ડબલ-લેયર સર્કિટ બોર્ડ હોય, તો તમે સર્કિટ બોર્ડની બીજી બાજુએ સિગ્નલ લાઇન સાથે ગ્રાઉન્ડ વાયર મૂકી શકો છો, સિગ્નલ લાઇનની તરત જ નીચે, અને પ્રથમ લાઇન શક્ય તેટલી પહોળી હોવી જોઈએ. આ રીતે બનેલો લૂપ વિસ્તાર સિગ્નલ લાઇનની લંબાઈથી ગુણાકાર કરેલ સર્કિટ બોર્ડની જાડાઈ જેટલો છે.

 

બે અને ચાર-સ્તરના લેમિનેટ

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

ઉપરોક્ત બે લેમિનેટેડ ડિઝાઇન માટે, સંભવિત સમસ્યા પરંપરાગત 1.6mm (62mil) બોર્ડની જાડાઈ માટે છે. લેયર સ્પેસિંગ ખૂબ મોટું થઈ જશે, જે માત્ર અવરોધ, ઈન્ટરલેયર કપ્લીંગ અને શિલ્ડિંગને નિયંત્રિત કરવા માટે પ્રતિકૂળ નથી; ખાસ કરીને, પાવર ગ્રાઉન્ડ પ્લેન વચ્ચેનું મોટું અંતર બોર્ડ કેપેસિટેન્સ ઘટાડે છે અને અવાજને ફિલ્ટર કરવા માટે અનુકૂળ નથી.

પ્રથમ યોજના માટે, તે સામાન્ય રીતે તે પરિસ્થિતિ પર લાગુ થાય છે જ્યાં બોર્ડ પર વધુ ચિપ્સ હોય છે. આ પ્રકારની સ્કીમ વધુ સારી રીતે SI પર્ફોર્મન્સ મેળવી શકે છે, તે EMI પરફોર્મન્સ માટે બહુ સારી નથી, મુખ્યત્વે વાયરિંગ દ્વારા અને અન્ય વિગતોને નિયંત્રિત કરવા માટે. મુખ્ય ધ્યાન: ગ્રાઉન્ડ લેયર સિગ્નલ લેયરના કનેક્ટિંગ લેયર પર સૌથી ગીચ સિગ્નલ સાથે મૂકવામાં આવે છે, જે રેડિયેશનને શોષવા અને દબાવવા માટે ફાયદાકારક છે; 20H નિયમને પ્રતિબિંબિત કરવા માટે બોર્ડનો વિસ્તાર વધારવો.

બીજા સોલ્યુશન માટે, તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ત્યારે થાય છે જ્યારે બોર્ડ પર ચિપની ઘનતા પૂરતી ઓછી હોય અને ચિપની આસપાસ પૂરતો વિસ્તાર હોય (જરૂરી પાવર કોપર લેયર મૂકો). આ યોજનામાં, PCB નું બાહ્ય સ્તર ગ્રાઉન્ડ લેયર છે, અને વચ્ચેના બે સ્તરો સિગ્નલ/પાવર લેયર છે. સિગ્નલ લેયર પરનો વીજ પુરવઠો વિશાળ લાઇન વડે રૂટ કરવામાં આવે છે, જે વીજ પુરવઠાના પ્રવાહના પાથના અવરોધને નીચો બનાવી શકે છે, અને સિગ્નલ માઇક્રોસ્ટ્રીપ પાથનો અવરોધ પણ ઓછો હોય છે, અને આંતરિક સ્તર સિગ્નલ રેડિયેશનને પણ સુરક્ષિત કરી શકાય છે. બાહ્ય સ્તર. EMI નિયંત્રણના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, આ ઉપલબ્ધ શ્રેષ્ઠ 4-સ્તર PCB માળખું છે.

મુખ્ય ધ્યાન: સિગ્નલ અને પાવર મિશ્રણ સ્તરોના મધ્ય બે સ્તરો વચ્ચેનું અંતર પહોળું કરવું જોઈએ, અને ક્રોસસ્ટૉક ટાળવા માટે વાયરિંગની દિશા ઊભી હોવી જોઈએ; 20H નિયમને પ્રતિબિંબિત કરવા માટે બોર્ડનો વિસ્તાર યોગ્ય રીતે નિયંત્રિત હોવો જોઈએ; જો તમે વાયરિંગના અવબાધને નિયંત્રિત કરવા માંગતા હો, તો ઉપરોક્ત સોલ્યુશન વાયરને રૂટ કરવા માટે ખૂબ કાળજી લેવી જોઈએ તે પાવર સપ્લાય અને ગ્રાઉન્ડિંગ માટે કોપર આઇલેન્ડ હેઠળ ગોઠવાયેલ છે. વધુમાં, પાવર સપ્લાય અથવા ગ્રાઉન્ડ લેયર પરનું કોપર ડીસી અને ઓછી-આવર્તન કનેક્ટિવિટી સુનિશ્ચિત કરવા માટે શક્ય તેટલું એકબીજા સાથે જોડાયેલ હોવું જોઈએ.

 

 

ત્રણ, છ-સ્તર લેમિનેટ

ઉચ્ચ ચિપ ઘનતા અને ઉચ્ચ ઘડિયાળની આવર્તન સાથેની ડિઝાઇન માટે, 6-સ્તરવાળી બોર્ડની ડિઝાઇન ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ, અને સ્ટેકીંગ પદ્ધતિની ભલામણ કરવામાં આવે છે:

1. SIG-GND-SIG-PWR-GND)SIG;

આ પ્રકારની સ્કીમ માટે, આ પ્રકારની લેમિનેટેડ સ્કીમ સારી સિગ્નલ અખંડિતતા મેળવી શકે છે, સિગ્નલ લેયર ગ્રાઉન્ડ લેયરને અડીને હોય છે, પાવર લેયર અને ગ્રાઉન્ડ લેયરને જોડી દેવામાં આવે છે, દરેક વાયરિંગ લેયરના અવરોધને વધુ સારી રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે, અને બે સ્ટ્રેટમ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓને સારી રીતે શોષી શકે છે. અને જ્યારે પાવર સપ્લાય અને ગ્રાઉન્ડ લેયર પૂર્ણ થાય છે, ત્યારે તે દરેક સિગ્નલ લેયર માટે વધુ સારો રીટર્ન પાથ પ્રદાન કરી શકે છે.

2. GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;

આ પ્રકારની યોજના માટે, આ પ્રકારની યોજના ફક્ત તે પરિસ્થિતિ માટે જ યોગ્ય છે કે ઉપકરણની ઘનતા ખૂબ ઊંચી નથી, આ પ્રકારના લેમિનેશનમાં ઉપલા લેમિનેશનના તમામ ફાયદા છે, અને ઉપર અને નીચેના સ્તરોનું ગ્રાઉન્ડ પ્લેન પ્રમાણમાં છે. પૂર્ણ, જેનો ઉપયોગ કરવા માટે વધુ સારી કવચ સ્તર તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. એ નોંધવું જોઈએ કે પાવર લેયર તે સ્તરની નજીક હોવું જોઈએ જે મુખ્ય ઘટક સપાટી નથી, કારણ કે નીચે સ્તરનું પ્લેન વધુ સંપૂર્ણ હશે. તેથી, પ્રથમ ઉકેલ કરતાં EMI પ્રદર્શન વધુ સારું છે.

સારાંશ: છ-સ્તર બોર્ડ યોજના માટે, પાવર લેયર અને ગ્રાઉન્ડ લેયર વચ્ચેનું અંતર સારું પાવર અને ગ્રાઉન્ડ કપ્લિંગ મેળવવા માટે ઓછું કરવું જોઈએ. જો કે, બોર્ડની જાડાઈ 62mil છે અને સ્તરનું અંતર ઘટ્યું હોવા છતાં, મુખ્ય પાવર સપ્લાય અને ગ્રાઉન્ડ લેયર વચ્ચેના અંતરને નિયંત્રિત કરવું સરળ નથી. પહેલી સ્કીમની બીજી સ્કીમ સાથે સરખામણી કરીએ તો બીજી સ્કીમનો ખર્ચ ઘણો વધી જશે. તેથી, સ્ટેકીંગ કરતી વખતે અમે સામાન્ય રીતે પ્રથમ વિકલ્પ પસંદ કરીએ છીએ. ડિઝાઇન કરતી વખતે, 20H નિયમ અને મિરર લેયર નિયમ ડિઝાઇનને અનુસરો.

ચાર અને આઠ-સ્તરના લેમિનેટ

1. નબળા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શોષણ અને મોટા પાવર સપ્લાય અવરોધને કારણે આ સ્ટેકીંગની સારી પદ્ધતિ નથી. તેની રચના નીચે મુજબ છે.
1.સિગ્નલ 1 ઘટક સપાટી, માઇક્રોસ્ટ્રીપ વાયરિંગ સ્તર
2. સિગ્નલ 2 આંતરિક માઇક્રોસ્ટ્રીપ વાયરિંગ સ્તર, વધુ સારું વાયરિંગ સ્તર (X દિશા)
3.જમીન
4. સિગ્નલ 3 સ્ટ્રીપલાઇન રૂટીંગ લેયર, બહેતર રૂટીંગ લેયર (વાય દિશા)
5. સિગ્નલ 4 સ્ટ્રીપલાઇન રૂટીંગ લેયર
6.પાવર
7. સિગ્નલ 5 આંતરિક માઇક્રોસ્ટ્રીપ વાયરિંગ સ્તર
8. સિગ્નલ 6 માઇક્રોસ્ટ્રીપ ટ્રેસ લેયર

2. તે ત્રીજી સ્ટેકીંગ પદ્ધતિનો એક પ્રકાર છે. સંદર્ભ સ્તરના ઉમેરાને કારણે, તે વધુ સારું EMI પ્રદર્શન ધરાવે છે, અને દરેક સિગ્નલ સ્તરની લાક્ષણિક અવબાધ સારી રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે.
1.સિગ્નલ 1 ઘટક સપાટી, માઇક્રોસ્ટ્રીપ વાયરિંગ સ્તર, સારી વાયરિંગ સ્તર
2. ગ્રાઉન્ડ સ્ટ્રેટમ, સારી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ શોષણ ક્ષમતા
3. સિગ્નલ 2 સ્ટ્રીપલાઇન રૂટીંગ લેયર, સારી રૂટીંગ લેયર
4. પાવર પાવર લેયર, 5 નીચે ગ્રાઉન્ડ લેયર સાથે ઉત્તમ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શોષણ બનાવે છે. ગ્રાઉન્ડ લેયર
6.સિગ્નલ 3 સ્ટ્રીપલાઇન રૂટીંગ લેયર, સારા રૂટીંગ લેયર
7. પાવર સ્ટ્રેટમ, મોટા પાવર સપ્લાય અવબાધ સાથે
8. સિગ્નલ 4 માઇક્રોસ્ટ્રીપ વાયરિંગ લેયર, સારી વાયરિંગ લેયર

3. શ્રેષ્ઠ સ્ટેકીંગ પદ્ધતિ, મલ્ટી-લેયર ગ્રાઉન્ડ રેફરન્સ પ્લેનના ઉપયોગને કારણે, તે ખૂબ જ સારી જીઓમેગ્નેટિક શોષણ ક્ષમતા ધરાવે છે.
1.સિગ્નલ 1 ઘટક સપાટી, માઇક્રોસ્ટ્રીપ વાયરિંગ સ્તર, સારી વાયરિંગ સ્તર
2. ગ્રાઉન્ડ સ્ટ્રેટમ, વધુ સારી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ શોષણ ક્ષમતા
3. સિગ્નલ 2 સ્ટ્રીપલાઇન રૂટીંગ લેયર, સારી રૂટીંગ લેયર
4. પાવર પાવર લેયર, 5. ગ્રાઉન્ડ ગ્રાઉન્ડ લેયરની નીચે ગ્રાઉન્ડ લેયર સાથે ઉત્તમ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શોષણ બનાવે છે
6.સિગ્નલ 3 સ્ટ્રીપલાઇન રૂટીંગ લેયર, સારા રૂટીંગ લેયર
7. ગ્રાઉન્ડ સ્ટ્રેટમ, વધુ સારી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ શોષણ ક્ષમતા
8. સિગ્નલ 4 માઇક્રોસ્ટ્રીપ વાયરિંગ લેયર, સારી વાયરિંગ લેયર

ડિઝાઇનમાં બોર્ડના કેટલા સ્તરોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે તે કેવી રીતે પસંદ કરવું અને તેને કેવી રીતે સ્ટેક કરવું તે ઘણા પરિબળો પર આધાર રાખે છે જેમ કે બોર્ડ પરના સિગ્નલ નેટવર્ક્સની સંખ્યા, ઉપકરણની ઘનતા, PIN ઘનતા, સિગ્નલની આવર્તન, બોર્ડનું કદ વગેરે. આપણે આ પરિબળોને વ્યાપક રીતે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ. વધુ સિગ્નલ નેટવર્ક્સ માટે, ઉપકરણની ઘનતા જેટલી વધારે છે, PIN ની ઘનતા જેટલી વધારે છે અને સિગ્નલની આવર્તન જેટલી વધારે છે, તેટલું શક્ય બને તેટલું મલ્ટિલેયર બોર્ડ ડિઝાઇન અપનાવવું જોઈએ. સારું EMI પ્રદર્શન મેળવવા માટે, દરેક સિગ્નલ લેયરનું પોતાનું રેફરન્સ લેયર હોય તેની ખાતરી કરવી શ્રેષ્ઠ છે.