PCB stackup նախագծման մեթոդ

Լամինացված դիզայնը հիմնականում համապատասխանում է երկու կանոնների.

1. Հաղորդալարերի յուրաքանչյուր շերտ պետք է ունենա հարակից հղումային շերտ (հզոր կամ հողային շերտ);
2. Հարակից հիմնական հզորության շերտը և գետնի շերտը պետք է պահվեն նվազագույն հեռավորության վրա՝ միացման ավելի մեծ հզորություն ապահովելու համար.

 

Հետևյալը թվարկում է երկշերտ տախտակից մինչև ութշերտ տախտակը՝ օրինակ բացատրության համար.

1. Միակողմանի PCB տախտակ և երկկողմանի PCB տախտակ

Երկշերտ տախտակների համար շերտերի փոքր քանակի պատճառով այլեւս լամինացիայի խնդիր չկա։ Վերահսկիչ EMI ճառագայթումը հիմնականում դիտարկվում է լարերի և դասավորության միջոցով.

Միաշերտ տախտակների և երկշերտ տախտակների էլեկտրամագնիսական համատեղելիությունը դարձել է ավելի ու ավելի ակնառու: Այս երևույթի հիմնական պատճառն այն է, որ ազդանշանային հանգույցի տարածքը չափազանց մեծ է, ինչը ոչ միայն ուժեղ էլեկտրամագնիսական ճառագայթում է առաջացնում, այլև սխեման զգայուն է դարձնում արտաքին միջամտության նկատմամբ: Շղթայի էլեկտրամագնիսական համատեղելիությունը բարելավելու համար ամենադյուրին ճանապարհը հիմնական ազդանշանի հանգույցի տարածքը նվազեցնելն է:

Հիմնական ազդանշան. Էլեկտրամագնիսական համատեղելիության տեսանկյունից հիմնական ազդանշանները հիմնականում վերաբերում են ազդանշաններին, որոնք արտադրում են ուժեղ ճառագայթում և ազդանշաններ, որոնք զգայուն են արտաքին աշխարհի նկատմամբ: Ազդանշանները, որոնք կարող են առաջացնել ուժեղ ճառագայթում, սովորաբար պարբերական ազդանշաններ են, ինչպիսիք են ժամացույցների կամ հասցեների ցածր կարգի ազդանշանները: Ազդանշանները, որոնք զգայուն են միջամտության նկատմամբ, ավելի ցածր մակարդակներով անալոգային ազդանշաններ են:

Մեկ և երկշերտ տախտակները սովորաբար օգտագործվում են ցածր հաճախականության անալոգային նախագծում 10 ԿՀց-ից ցածր:

1) նույն շերտի վրա հոսանքի հետքերը ուղղվում են շառավղային, իսկ գծերի ընդհանուր երկարությունը նվազագույնի է հասցվում.

2) հոսանքի և հողային լարերը գործարկելիս դրանք պետք է մոտ լինեն միմյանց. Տեղադրեք հողային լարը առանցքային ազդանշանի հաղորդալարի կողքին, և այս հողային մետաղալարը պետք է հնարավորինս մոտ լինի ազդանշանային լարին: Այս կերպ ձևավորվում է ավելի փոքր օղակի տարածք և նվազում է դիֆերենցիալ ռեժիմի ճառագայթման զգայունությունը արտաքին միջամտության նկատմամբ: Երբ ազդանշանային հաղորդալարի կողքին հողային մետաղալար է ավելացվում, ամենափոքր տարածքով հանգույց է ձևավորվում, և ազդանշանի հոսանքն անպայման կվերցնի այս հանգույցը այլ հողային լարերի փոխարեն:

3) Եթե դա երկշերտ տպատախտակ է, ապա ազդանշանային գծի երկայնքով կարող եք ցամաքային լարը դնել սխեմայի մյուս կողմում՝ ազդանշանի գծից անմիջապես ներքև, և առաջին գիծը պետք է հնարավորինս լայն լինի: Այս կերպ ձևավորված հանգույցի տարածքը հավասար է տպատախտակի հաստությանը, որը բազմապատկվում է ազդանշանային գծի երկարությամբ:

 

Երկշերտ և քառաշերտ լամինատներ

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

Վերոնշյալ երկու լամինացված նմուշների համար պոտենցիալ խնդիրը վերաբերում է ավանդական 1,6 մմ (62 միլ) տախտակի հաստությանը: Շերտերի տարածությունը կդառնա շատ մեծ, ինչը ոչ միայն անբարենպաստ է դիմադրությունը կառավարելու, միջշերտային միացման և պաշտպանման համար. Մասնավորապես, հզոր ցամաքային ինքնաթիռների միջև մեծ տարածությունը նվազեցնում է տախտակի հզորությունը և չի նպաստում աղմուկի զտմանը:

Առաջին սխեմայի համար այն սովորաբար կիրառվում է այն իրավիճակում, երբ տախտակի վրա ավելի շատ չիպեր կան: Այս տեսակի սխեման կարող է ավելի լավ SI-ի կատարում ստանալ, այն այնքան էլ լավ չէ EMI-ի կատարման համար՝ հիմնականում լարերի և այլ մանրամասների միջոցով վերահսկելու համար: Հիմնական ուշադրությունը. Գրունտային շերտը տեղադրվում է ազդանշանային շերտի միացնող շերտի վրա ամենախիտ ազդանշանով, որն օգտակար է ճառագայթումը կլանելու և ճնշելու համար; մեծացրեք տախտակի տարածքը, որպեսզի արտացոլի 20H կանոնը:

Ինչ վերաբերում է երկրորդ լուծմանը, ապա այն սովորաբար օգտագործվում է, երբ տախտակի վրա չիպի խտությունը բավականաչափ ցածր է, և չիպի շուրջ բավականաչափ տարածք կա (տեղադրեք անհրաժեշտ հզորության պղնձի շերտը): Այս սխեմայով PCB-ի արտաքին շերտը հողաշերտ է, իսկ միջին երկու շերտերը՝ ազդանշանային/հոսանքի շերտեր: Ազդանշանի շերտի վրա էլեկտրասնուցումը ուղղվում է լայն գծով, որը կարող է ցածրացնել էլեկտրամատակարարման հոսանքի ուղու դիմադրությունը, և ազդանշանի միկրոշերտի ուղու դիմադրությունը նույնպես ցածր է, և ներքին շերտի ազդանշանային ճառագայթումը կարող է նաև պաշտպանվել. արտաքին շերտը. EMI հսկողության տեսանկյունից սա 4-շերտ PCB-ի հասանելի լավագույն կառուցվածքն է:

Հիմնական ուշադրությունը. Ազդանշանի և էներգիայի խառնիչ շերտերի միջին երկու շերտերի միջև հեռավորությունը պետք է ընդլայնվի, իսկ լարերի ուղղությունը պետք է լինի ուղղահայաց՝ չխոսկելուց խուսափելու համար. տախտակի տարածքը պետք է պատշաճ կերպով վերահսկվի, որպեսզի արտացոլի 20H կանոնը. եթե ցանկանում եք վերահսկել լարերի դիմադրությունը, վերը նշված լուծումը պետք է շատ զգույշ լինի լարերը երթուղու համար: Այն կազմակերպվում է պղնձե կղզու տակ էլեկտրամատակարարման և հիմնավորման համար: Բացի այդ, էլեկտրամատակարարման կամ հողի շերտի պղինձը պետք է հնարավորինս փոխկապակցված լինի՝ DC և ցածր հաճախականությամբ միացում ապահովելու համար:

 

 

Եռաշերտ լամինատ

Չիպերի ավելի մեծ խտություն և ժամացույցի ավելի բարձր հաճախականություն ունեցող նմուշների համար պետք է հաշվի առնել 6-շերտ տախտակի ձևավորումը, և առաջարկվում է կուտակման մեթոդը.

1. SIG–GND–SIG–PWR–GND–SIG;

Այս տեսակի սխեմայի համար այս տեսակի լամինացված սխեման կարող է ավելի լավ ազդանշանի ամբողջականություն ստանալ, ազդանշանային շերտը հարում է գետնի շերտին, ուժային շերտը և վերգետնյա շերտը զուգակցված են, յուրաքանչյուր լարերի շերտի դիմադրությունը կարող է ավելի լավ վերահսկվել, և երկու. Շերտը կարող է լավ կլանել մագնիսական դաշտի գծերը։ Եվ երբ էլեկտրամատակարարումը և հողի շերտը ավարտված են, այն կարող է ապահովել ավելի լավ վերադարձի ճանապարհ յուրաքանչյուր ազդանշանային շերտի համար:

2. GND–SIG–GND–PWR–SIG–GND;

Այս տեսակի սխեմայի համար այս տեսակի սխեման հարմար է միայն այն իրավիճակին, երբ սարքի խտությունը շատ բարձր չէ, այս տեսակի շերտավորումն ունի վերին շերտավորման բոլոր առավելությունները, իսկ վերին և ստորին շերտերի հիմքի հարթությունը համեմատաբար է: ամբողջական, որը կարող է օգտագործվել որպես ավելի լավ պաշտպանիչ շերտ Օգտագործման համար: Հարկ է նշել, որ ուժային շերտը պետք է մոտ լինի այն շերտին, որը հիմնական բաղադրիչ մակերեսը չէ, քանի որ ստորին շերտի հարթությունն ավելի ամբողջական կլինի։ Հետևաբար, EMI-ի կատարումն ավելի լավն է, քան առաջին լուծումը:

Համառոտ. Վեցշերտ տախտակի սխեմայի համար ուժային շերտի և գետնի շերտի միջև հեռավորությունը պետք է նվազագույնի հասցվի՝ լավ հզորություն և հողային միացում ստանալու համար: Այնուամենայնիվ, չնայած տախտակի հաստությունը 62մլ է, իսկ շերտերի տարածությունը կրճատվել է, հեշտ չէ վերահսկել հիմնական էլեկտրամատակարարման և վերգետնյա շերտի միջև հեռավորությունը փոքր լինելու համար: Համեմատելով առաջին սխեման երկրորդ սխեմայի հետ, երկրորդ սխեմայի արժեքը մեծապես կբարձրանա: Հետեւաբար, մենք սովորաբար ընտրում ենք առաջին տարբերակը, երբ stacking. Նախագծելիս հետևեք 20H կանոնին և հայելային շերտի կանոնների ձևավորմանը:

Չորս և ութշերտ լամինատներ

1. Սա լավ stacking մեթոդ չէ վատ էլեկտրամագնիսական կլանման և էլեկտրամատակարարման մեծ դիմադրության պատճառով: Դրա կառուցվածքը հետևյալն է.
1. Ազդանշան 1 բաղադրիչ մակերես, միկրոշերտի լարերի շերտ
2. Ազդանշան 2 ներքին միկրոշերտի լարերի շերտ, ավելի լավ լարերի շերտ (X ուղղություն)
3. Գրունտ
4. Ազդանշան 3 շերտագիծ երթուղային շերտ, ավելի լավ երթուղային շերտ (Y ուղղություն)
5.Signal 4 stripline երթուղային շերտ
6. Իշխանություն
7. Ազդանշան 5 ներքին microstrip լարերի շերտ
8.Signal 6 microstrip trace layer

2. Դա երրորդ stacking մեթոդի տարբերակն է։ Հղման շերտի ավելացման շնորհիվ այն ունի ավելի լավ EMI կատարում, և յուրաքանչյուր ազդանշանային շերտի բնորոշ դիմադրությունը կարող է լավ վերահսկվել
1. Ազդանշան 1 բաղադրիչ մակերես, microstrip լարերի շերտ, լավ լարերի շերտ
2. Հողային շերտ, լավ էլեկտրամագնիսական ալիքների կլանման ունակություն
3. Ազդանշան 2 stripline երթուղային շերտ, լավ երթուղային շերտ
4. Էլեկտրաէներգիայի շերտ, որը ձևավորում է գերազանց էլեկտրամագնիսական կլանում 5-ից ցածր գրունտային շերտի հետ:
6. Signal 3 stripline երթուղային շերտ, լավ երթուղային շերտ
7. Էլեկտրաէներգիայի շերտ, մեծ էներգիայի մատակարարման դիմադրությամբ
8. Signal 4 microstrip լարերի շերտ, լավ լարերի շերտ

3. Լավագույն stacking մեթոդը, շնորհիվ օգտագործման բազմաշերտ գետնին տեղեկատու ինքնաթիռների, այն ունի շատ լավ գեոմագնիսական կլանման կարողություն:
1. Ազդանշան 1 բաղադրիչ մակերես, microstrip լարերի շերտ, լավ լարերի շերտ
2. Հողային շերտ, ավելի լավ էլեկտրամագնիսական ալիքների կլանման ունակություն
3. Ազդանշան 2 stripline երթուղային շերտ, լավ երթուղային շերտ
4. Էլեկտրաէներգիայի թաղանթ, որը ձևավորում է գերազանց էլեկտրամագնիսական կլանում 5. Հողային շերտից ցածր գետնի շերտով
6. Signal 3 stripline երթուղային շերտ, լավ երթուղային շերտ
7. Հողային շերտ, ավելի լավ էլեկտրամագնիսական ալիքների կլանման ունակություն
8. Signal 4 microstrip լարերի շերտ, լավ լարերի շերտ

Ինչպես ընտրել, թե քանի շերտ տախտակ է օգտագործվել դիզայնի մեջ և ինչպես դրանք դնել, կախված է բազմաթիվ գործոններից, ինչպիսիք են ազդանշանային ցանցերի քանակը տախտակի վրա, սարքի խտությունը, PIN խտությունը, ազդանշանի հաճախականությունը, տախտակի չափը և այլն: Մենք պետք է այս գործոնները դիտարկենք համապարփակ կերպով։ Որքան շատ ազդանշանային ցանցեր, որքան մեծ է սարքի խտությունը, այնքան բարձր է PIN-ի խտությունը և որքան բարձր է ազդանշանի հաճախականությունը, հնարավորինս պետք է ընդունել բազմաշերտ տախտակի դիզայնը: EMI-ի լավ կատարողականություն ստանալու համար լավագույնն է ապահովել, որ յուրաքանչյուր ազդանշանային շերտ ունի իր սեփական հղման շերտը: